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随着我国经济和社会的快速发展，以工农业污水的排放而造成的地表水硝酸盐污染对人们生活的影响将持续加深。三峡库区消落带作为一种特殊的生态系统，是阻止降雨及地表径流中硝酸盐污染进入水库水体的重要屏障。近年来渗透反应墙作为一种原位修复技术，利用农业固废，可对水体中硝酸盐污染实现有效去除。本文以促进三峡消落带土壤脱氮能力为目的，基于脱氮效率和缓释碳能力优选适宜的农业固废碳源，探究不同运行条件下小试渗透反应墙的脱氮性能，并对混合基质中的反硝化细菌群落结构进行分析，得出以下主要结果：
(1)添加5种农业固废碳源后的三峡消落带土壤的脱氮能力均得到一定程度的强化，两种添加比例条件下，NO3--N浓度均在反应5d后出现显著降低。其中，碳源:土壤为1∶10实验组中NO3--N去除率相对更高，实验后期去除率均达到85%以上，因此碳源:土壤为1∶10是较适合的比例。对于3种农业固废材料，相较于稻草秸秆、玉米秸秆和小麦秸秆等秸秆类材料，刨花和花生壳除了具有更高的NO3--N去除率外，NH4+-N积累和出水TOC含量更低，因此，综合考虑脱氮性能和环境安全性，花生壳和刨花更适合作为强化三峡库区土壤脱氮能力的碳源。
(2)研究不同氮负荷下小试渗透反应墙的脱氮能力。3种碳源材料中，添加花生壳作为有机碳源对强化三峡土壤去除硝酸盐溶液中的NO3--N作用最大。不同运行温度下，22℃下各碳源材料强化三峡土壤脱氮的效果最好，不同碳源实验组对NO3--N去除率均达90%左右；6℃下的渗透反应墙脱氮效果最差，脱氮效果最佳的花生壳实验组对NO3--N去除率仅为61.52%。相同反应温度下，实验设置的3种进水NO3--N浓度对渗透反应墙脱氮效率的影响较小。
(3)探究小试渗透反应墙在不同水力负荷下的脱氮特性。相同温度条件下，碳源材料对三峡土壤的强化作用随水力负荷的增加而减弱。进水负荷为12m3·m-2·d-1时16m3·m-2·d-1时的NO3--N去除率分别为进水负荷为8m3·m-2·d-1时的80%和60%左右。其中，添加花生壳的渗透反应墙的NO3--N去除率、反硝化强度和反硝化菌数量等均优于添加刨花和玉米秸秆。
(4)通过高通量测序对添加花生壳的渗透反应墙基质中反硝化细菌群落多样性进行分析，2个样本中关于反硝化细菌的物种丰度和物种均匀度均较高，这说明混合基质中存在大量且复杂的反硝化细菌；反硝化细菌群落结构组成分析结果表明，2个样本中反硝化细菌种群结构相似，优势菌属为Bacillussp.，且均存在较大比例的未匹配信息菌属，表明混合基质中蕴藏着较多的未知反硝化菌群。
(1)添加5种农业固废碳源后的三峡消落带土壤的脱氮能力均得到一定程度的强化，两种添加比例条件下，NO3--N浓度均在反应5d后出现显著降低。其中，碳源:土壤为1∶10实验组中NO3--N去除率相对更高，实验后期去除率均达到85%以上，因此碳源:土壤为1∶10是较适合的比例。对于3种农业固废材料，相较于稻草秸秆、玉米秸秆和小麦秸秆等秸秆类材料，刨花和花生壳除了具有更高的NO3--N去除率外，NH4+-N积累和出水TOC含量更低，因此，综合考虑脱氮性能和环境安全性，花生壳和刨花更适合作为强化三峡库区土壤脱氮能力的碳源。
(2)研究不同氮负荷下小试渗透反应墙的脱氮能力。3种碳源材料中，添加花生壳作为有机碳源对强化三峡土壤去除硝酸盐溶液中的NO3--N作用最大。不同运行温度下，22℃下各碳源材料强化三峡土壤脱氮的效果最好，不同碳源实验组对NO3--N去除率均达90%左右；6℃下的渗透反应墙脱氮效果最差，脱氮效果最佳的花生壳实验组对NO3--N去除率仅为61.52%。相同反应温度下，实验设置的3种进水NO3--N浓度对渗透反应墙脱氮效率的影响较小。
(3)探究小试渗透反应墙在不同水力负荷下的脱氮特性。相同温度条件下，碳源材料对三峡土壤的强化作用随水力负荷的增加而减弱。进水负荷为12m3·m-2·d-1时16m3·m-2·d-1时的NO3--N去除率分别为进水负荷为8m3·m-2·d-1时的80%和60%左右。其中，添加花生壳的渗透反应墙的NO3--N去除率、反硝化强度和反硝化菌数量等均优于添加刨花和玉米秸秆。
(4)通过高通量测序对添加花生壳的渗透反应墙基质中反硝化细菌群落多样性进行分析，2个样本中关于反硝化细菌的物种丰度和物种均匀度均较高，这说明混合基质中存在大量且复杂的反硝化细菌；反硝化细菌群落结构组成分析结果表明，2个样本中反硝化细菌种群结构相似，优势菌属为Bacillussp.，且均存在较大比例的未匹配信息菌属，表明混合基质中蕴藏着较多的未知反硝化菌群。