近日，環藝所水環境修複團隊利用稻草墊作為固體碳基質，在低碳廢水中強化生態浮床的氮去除效率。相關論文已在國際TOP期刊《Bioresource Technology》（中國科學院一區，IF=11.4）上發表。環藝所蔡茜茜青年副研究員為論文第一作者，秦紅傑研究員為通訊作者。

生態浮床是利用水生植物設計，在水麵漂浮，通過水生植物和微生物的協同作用完成生態修複功能，能在有限空間內富集更多生物量，實現快速高效修複富營養化水體。在生態浮床中，異養性反硝化的脫氮過程需要碳源作為電子供體來還原硝酸鹽或亞硝酸鹽。碳源的有效供應已被證實能顯著影響反硝化性能。然而，在大多數富營養水體中，通常存在微量可降解有機碳源，限製了異養反硝化微生物的生長和新陳代謝，導致水中硝酸鹽積累，加劇富營養化問題。因此，通常向生態浮床添加外部有機碳（通常為葡萄糖和醋酸鈉）以誘導異養反硝化，將硝酸鹽還原為氮氣。然而，向實際水體中不斷引入碳源麵臨挑戰且不可持續。因此，尋找可持續的碳源支持硝酸鹽還原對綠色生態浮島修複技術增強富營養水體中氮的去除至關重要。

農業生物質作為固體碳基質被應用於生態浮床中，已被證明適用於低碳型廢水中的氮去除。然而，植物、根際微生物和農業生物質之間微妙的相互作用尚未得到充分研究。為探究低碳富營養水體中農業生物質的再利用潛力和脫氮機製，本研究將稻草墊與不同水生植物（Myriophyllum verticillatum L.,Lolium perenne L.和Oenanthe javanica (Bl.) DC.）結合在生態浮床中。結果顯示，稻草顯著提高了生態浮床的氮去除效率，同時富集了固氮細菌和反硝化細菌（如Rhizobium,Rubrivivax和Rhodobacter等）。此外，在生態浮床的反硝化過程中，稻草釋放類腐酸物質作為電子供體，支持微生物的代謝活動；水生植物提供更多樣化的可溶性有機物，促進根係微生物可持續的反硝化過程。這些發現有助於理解在濕地生態係統中利用農業生物質進行硝化過程的協同作用。

本研究獲得科技創新戰略專項資金（高水平農科院建設）（R2021YJ-QG003）、國家自然科學基金（41877510, 32170375）以及廣東省基礎與應用基礎研究基金（2023A1515012037）等項目資助。

原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.biortech.2024.130785