不同老化方式的浒苔生物炭对养殖底泥中复合污染物的修复研究

为控制养殖底泥中重金属和PAHs等污染物的迁移性并降低其生物累积，从而保障水产品的质量安全，在探究热解对成品浒苔生物炭多环芳烃（PAHs）含量影响的基础上，进一步探讨了不同方法老化生物炭对养殖底泥中复合污染物稳定效果的影响。将制得的浒苔生物炭热解后分别进行自然老化及冻融循环老化，再以3%的比例投入到待修复的底泥中，以菲律宾蛤仔为生物指示物评估生物炭的修复效果。结果表明，热解后浒苔生物炭中PAHs的含量下降86%，达到了《European Biochar Certificate》使用标准；3%老化生物炭添加后重金属和PAHs的生物累积浓度均有下降，且自然老化的修复效果明显优于冻融循环老化，前者实验结束后，菲律宾蛤仔体内累积的重金属Cu、Pb、Cd、Cr和PAHs浓度分别下降了30%、41%、53%、43%和28%，且蛤仔的食用非致癌风险和致癌风险分别下降了42%和35%。因此，自然老化浒苔生物炭的添加不仅对底泥中的复合污染物有良好的稳定化效果，同时有助于提升水产品的质量，并保障消费者人体健康。     

小麦秸秆生物炭添加对养殖池塘底泥重金属的原位修复

养殖底泥作为池塘环境的载体之一,其污染情况直接影响水产品的质量。为保证水产品质量和人体健康,本研究用小麦秸秆生物炭作为修复剂原位添加到受重金属污染的底泥中,辅以薄膜梯度扩散装置（DGT）,评估小麦秸秆生物炭添加后在水产品养殖的各个时期,生物体内重金属累积浓度、危险系数、生物有效性和沉积物-水界面扩散通量的变化。结果表明,小麦秸秆生物炭的添加使水产品体内累积的重金属下降15%～55%,4种重金属累积浓度总体下降率顺序为Cd>Pb>Cr>Cu,底栖生物的下降率均高于鱼类,Pb和Cd在生物幼苗期达到39%的最大下降率,Cu和Cr的下降率最大值发生在生长期,其下降率分别为40%和24%。重金属目标危险系数（THQ）下降率范围在15%～55%,与重金属浓度累积下降率相近。在小麦秸秆生物炭原位修复期间,孔隙水中4种重金属有效态浓度在幼苗期下降最快。修复完成时,Cu、Pb、Cd、Cr 4种重金属有效态浓度分别下降了21%、48%、71%、19%。对修复期间沉积物-水界面处各重金属表观扩散通量进行计算的结果表明,底泥中小麦秸秆生物炭的添加加强了底泥作为汇的功能,有助于水体中的重金属向...     

生物炭原位添加对养殖池塘底泥中微生物群落结构的影响

为深入了解生物炭添加对养殖底泥微生物群落结构的影响,采用高通量测序方法,分析了在养殖池塘现场原位修复期间,养殖底泥中微生物群落的变化特征。结果显示：添加小麦秸秆生物炭修复期间,Simpson多样性指数先降低后逐渐升高,在第42 d时指数达到最低（0.16）,Shannon指数与Chao1指数以及OTU数的变化也呈现相似的规律,即在第42 d时生物丰度达到最大值。养殖底泥细菌中门水平优势细菌相对丰度发生改变,变形菌门（Proteobacteria）和放线菌门（Actinobacteria）的相对丰度显著提高,而酸杆菌门（Acidobacteria）和绿弯菌门（Chloroflexi）的相对丰度降低。Heatmap图也呈现出相似的结果,即Ardenticatenales、芽单胞菌科属（Gemmatimonadaceae）、bacteriap25和棒状杆菌属（Rokubacteriales）的相对丰度出现了先增加后降低的趋势。研究表明,养殖底泥中添加小麦秸秆生物炭可以改善微生物的群落结构,进而有助于底泥中多环芳烃等有机污染物的降解去除。