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李伟英团队揭示有机碳浓度对水体温室气体释放影响 为河流碳循环研究提供新依据

2026-01-15 133人浏览
近日，同济大学环境科学与工程学院李伟英教授团队联合重庆交通大学河海学院研究人员完成的科研成果《不同有机碳浓度对水体 CH₄及 CO₂释放影响试验》，正式发表于中国科技核心期刊《净水技术》2025 年 11 期。该研究通过室内模拟试验，系统阐明了不同有机碳浓度对河流水体甲烷（CH₄）和二氧化碳（CO₂）释放的影响规律，为深入理解河流碳循环过程、制定水环境温室气体减排策略提供了重要理论支撑。
河流生态系统作为全球碳循环的关键环节，其温室气体排放与有机碳输入密切相关。随着城市化进程加快，大量外源有机碳通过污水处理厂排放、地表径流等途径进入河流，显著影响水体碳源温室气体释放过程，但不同浓度有机碳的具体作用机制尚不明确。为此，研究团队以长江流域重庆市郭家沱段底泥为研究对象，设计了 0、10、20、30、40 mg/L 五种有机碳浓度梯度的模拟试验，结合水质指标监测与碳稳定同位素分析，探究了有机碳浓度对 CH₄和 CO₂释放的影响。
试验结果显示，外源有机碳输入对 CH₄释放的时间变化趋势影响相近，但与 CO₂浓度变化存在差异 —— 对照组（0 mg/L）CO₂浓度缓慢下降，其余各组总体呈上升趋势。有机碳输入通过促进底泥产甲烷菌活性、降低水体溶解氧浓度，显著提升 CH₄生成速率，同时加快有机质分解，增加 CO₂释放量。其中，10 mg/L 有机碳浓度组对 CH₄和 CO₂产汇的影响最为显著，产甲烷菌活性最高，是最适宜功能菌种生长的浓度；而更高浓度有机碳输入虽会使最终温室气体浓度更高，但碳素释放主要集中在前 8 小时。此外，研究还明确了有机碳输入通过改变水体无机营养环境，间接调控温室气体释放的关键路径。
李伟英教授长期深耕水环境治理与碳循环研究领域，此次联合研究团队通过精准模拟与系统监测，首次量化了不同有机碳浓度对河流温室气体释放的影响阈值与关键时段，填补了相关研究空白。该成果不仅为阐释河流碳循环过程提供了全新视角，更为三峡库区等复杂水域的生态环境保护与温室气体减排提供了科学参考。
《净水技术》作为水环境领域权威学术期刊，始终聚焦行业前沿成果与技术创新。欢迎广大科研工作者、工程技术人员订阅关注，积极投稿分享水处理、碳循环、生态保护等领域的最新研究成果与实践经验，共同推动水环境科学与工程技术的创新发展。


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