清淤和曝气对城市黑臭河流生态系统温室气体排放影响的机理研究

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基本信息

  • 批准号：
    41907392
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    25.0万
  • 负责人：
    刘丽香
  • 依托单位：
    中国环境科学研究院
  • 学科分类：
    D0716.区域环境质量与安全
  • 结题年份：
    2022
  • 批准年份：
    2019
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The impact of human activities on greenhouse gas emissions from urban rivers has attracted wide attention. However, the impact of human activities on greenhouse gas emissions from urban rivers has not been quantitatively verified in the field experiment. In addition, the contribution of anthropogenic disturbances to greenhouse gas emissions from urban river ecosystems is not clear. We will conduct this project in urban black-odor river ecosystem, which is the most widely distributed in subtropical China. We will change sludge dredging and aeration in the control experiments. We will measure physicochemical properties of water and sediment, microbial communities in sediment, and CO2, CH4 and N2O fluxes to study the effects of human disturbance on greenhouse gas emissions and discuss their contribution to different greenhouse gas emissions from different levels of sludge dredging and aeration in black-odor river ecosystems. The objectives of this project are to investigate the response of the greenhouse gases to sludge dredging and aeration in the black-odor river, reveal the contribution and differences of sludge dredging and aeration and their combined effects on greenhouse gas emissions in the black-odor river, which are crucial to understanding the mechanisms of anthropogenic disturbances to carbon cycles greenhouse gas emissions in urban river ecosystems, estimating greenhouse gases emissions in global urban ecosystem, improving the treating effects of the black-odor river.
人类活动对城市河流生态系统温室气体排放研究受到广泛关注。然而，人类活动对城市河流温室气体排放的影响程度并未得到定量验证。此外，关于人类活动干扰对城市河流生态系统温室气体排放量的贡献也不清楚。本研究拟以城市黑臭水体生态系统为例，通过控制不同清淤水平和曝气强度，测定水体和底泥的理化性质及底泥微生物群落变化，监测黑臭河道CO2、CH4和N2O三种温室气体通量，从不同清淤水平和曝气强度探讨人为干扰程度对黑臭河道温室气体排放的影响，揭示清淤和曝气及其共同影响对黑臭河道不同温室气体排放量的贡献。本项目旨在阐明清淤和曝气等人为干扰对黑臭河道温室气体通量影响的内在机制，揭示清淤和曝气及其共同影响对黑臭河道温室气体排放量的贡献及其差异，为估算全球城市生态系统温室气体排放量提供理论基础，为提高黑臭河道治理效果提供数据支撑。

结项摘要

30min、60min曝气不影响水-气界面的气体交换，曝气前后通量变化不显著。清淤0.5-4 cm后，三种温室气体通量先增加后减小。清淤和曝气后，各处理在净化第15天已经把水体净化完全。在富营养化水体净化过程中，水-气界面CO2净排放通量最小的为铜钱草处理，为-44.09 mg·m-2·h-1；水-气界面CH4净排放通量最小的为铜钱草处理，为-0.01mg·m-2·h-1；水-气界面N2O净排放通量最小的为水竹、竹叶眼子菜和黑藻组合的处理，为-0.03mg·m-2·h-1。水-气界面GWP最小的为铜钱草处理，为38906.89 mg/m2。清淤曝气后水-气界面CO2 、CH4、N2O比净化前降低，水-气界面CO2排放通量在36.58-257.28 mg.m-2.h-1之间，呈现先下降后上升的变化趋势。水-气界面CH4、N2O平均排放通量在0.02-0.42 mg.m-2.h-1、0.06-2.7 mg.m-2.h-1之间，都呈现先上升后下降再上升的变化趋势。在植物净化过程中，水、土理化性质与温室气体排放通量构建的相关分析表明，水体底泥溶解性有机碳和藻蓝蛋白与CO2排放通量呈显著正相关，溶解氧、 pH 底泥NH+ 4-N、底泥TN和CO2排放通量呈显著负相关；水温、底泥NH+ 4-N、底泥速效磷、底泥DOC 与CH4排放通量呈显著正相关；Chla和底泥DOC与N2O排放通量呈显著正相关，水体NH+ 4-N和底泥总氮与其呈显著负相关。多元逐步回归方程结果表明，底泥溶解性有机碳（DOC）、底泥铵态氮（NH+4-N）、水体pH、水体溶解氧（DO）、水体叶绿素（Chla）影响着水-气界面CO2 、CH4、N2O排放通量，每个因子对三种温室气体通量的影响程度不同。其中底泥溶解性有机碳（DOC）对水-气界面CO2 、CH4、N2O排放通量都存在显著的促进作用。

项目成果

期刊论文数量（3）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
城市生态安全研究进展
  • DOI：
    10.12153/j.issn.1674-991x.20210179
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    环境工程技术学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    邓淏丹;叶露锋;刘丽香;杨科;韩永伟
  • 通讯作者：
    韩永伟
富营养化对城市水体温室气体排放的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    环境科学与技术
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    杨科;刘丽香
  • 通讯作者：
    刘丽香
雄安新区城市热岛效应的空间异质性
  • DOI：
    10.12153/j.issn.1674-991x.20200194
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    环境工程技术学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    刘丽香;杨凯;叶家慧;韩永伟;孟晓杰;侯春飞;高馨婷
  • 通讯作者：
    高馨婷

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其他文献

不同水碘水平对孕妇碘营养和甲状腺功能的影响
  • DOI：
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  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    中华地方病学杂志
  • 影响因子：
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  • 作者：
    刘继巍;都杨;刘鹏;孟凡刚;刘丽香;史晓莉;申红梅
  • 通讯作者：
    申红梅
福建梅花山国家级自然保护区拟赤杨种群分布格局的分形分析
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  • 发表时间：
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  • 期刊：
    应用与环境生物学报
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  • 作者：
    蔡冰玲;李键;范海兰;洪伟;刘丽香;林淑伟;洪滔;吴承祯
  • 通讯作者：
    吴承祯
不同碘营养地区哺乳妇女催乳素和雌二醇水平观察
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    --
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    中华地方病学杂志
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    金佰明;万思源;申红梅;刘丽香;孟凡刚;张晓晔
  • 通讯作者：
    张晓晔
哺乳期大鼠甲状腺组织促甲状腺激素受体表达观察
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  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    中华地方病学杂志
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    万思源;刘丽香;金佰明;申红梅
  • 通讯作者：
    申红梅
“开玄充络”法防治放射性肺纤维化机制探讨
  • DOI：
    10.16808/j.cnki.issn1003-7705.2016.01.002
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    湖南中医杂志
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    陆鹏;呼永河;胡幼平;周龙甫;潘迪;任凤艳;刘丽香;由凤鸣
  • 通讯作者：
    由凤鸣

其他文献

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
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          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
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