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[1]许毓涵,王春林,李 杏*.微塑料及光伏对池塘温室气体产生和排放的影响[J].武汉工程大学学报,2024,46(03):291-298.[doi:10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202305023]
　XU Yuhan,WANG Chunlin,LI Xing*.Effects of microplastics and photovoltaics on greenhouse gas generation and emission in ponds[J].Journal of Wuhan Institute of Technology,2024,46(03):291-298.[doi:10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202305023]
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微塑料及光伏对池塘温室气体产生和排放的影响(/HTML)
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《武汉工程大学学报》[ISSN:1674-2869/CN:42-1779/TQ]

卷:
46
期数:
2024年03期
页码:
291-298
栏目:
生物与环境工程
出版日期:
2024-06-30

文章信息/Info

Title:
Effects of microplastics and photovoltaics on greenhouse gas generation and emission in ponds
文章编号:
1674 - 2869（2024）03 - 0291 - 08
作者:
许毓涵; 王春林; 李 杏*
武汉工程大学环境生态与生物工程学院，湖北 武汉 430205
Author(s):
XU Yuhan ;  WANG Chunlin ;  LI Xing*
School of Environmental Ecology and Biological Engineering， Wuhan Institute of Technology， Wuhan 430205， China
关键词:
微塑料; 水上光伏; 温室气体; 池塘
Keywords:
microplastic;  floating photovoltaic;  greenhouse gas;  pond
分类号:
X524
DOI:
10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202305023
文献标志码:
A
摘要:
池塘是重要的温室气体排放源，而水上光伏覆盖和微塑料等人为影响对池塘温室气体排放的影响仍不清楚，通过设计遮光和添加聚乙烯（PE）微塑料（MPs）的双因素实验室培养实验，研究其对池塘温室气体产生及排放的影响机制。结果表明：MPs对池塘CO2的产生无明显影响，这可能是由于试验选择的MPs难以被微生物降解利用。而遮光处理促进CO2产生，遮光组CO2浓度均值最高，为101.39 μmol/L，约为对照组的1.5倍。MPs的添加促进了N2O的产生，并随着培养时间而增强，例如MPs组的N2O浓度均值为57.76 nmol/L，而对照组的浓度均值为39.65 nmol/L。遮光处理对N2O的产生表现为中期抑制，后期促进。MPs对CH4的浓度影响较小，遮光处理对其产生较大影响。综上，池塘中难降解MPs的逐渐富集将进一步加剧N2O的排放，水上光伏的遮光效应将加剧CO2和N2O的排放，而二者对CH4排放的负面影响较小。为水上光伏和MPs对池塘生态系统的温室气体排放核算提供理论和数据依据。

Abstract:
Ponds are a significant source of greenhouse gas emissions. However， the effects of human activities such as the presence of photovoltaic panels on water surfaces and microplastics on greenhouse gas emission in ponds remain unclear. In this study， a dual-factor laboratory experiment was designed to investigate the mechanisms behind the impact of shading and the addition of polyethylene （PE） microplastics on greenhouse gas generation and emission in ponds. The results showed that microplastics had no significant effect on CO2 production in ponds， because the PE was difficult for microorganisms to degrade. On the other hand， shading treatment promoted CO2 production， with the highest average concentration of 101.39 μmol/L in the shaded group. The addition of microplastics facilitated N2O production， which increased over time. The average N2O concentration in the microplastic group was 57.76 nmol/L， while it was 39.65 nmol/L in the control group. The shading treatment initially suppressed N2O production but later promoted it. Microplastics had minimal influence on CH4 concentration， whereas shading treatment had a significant impact. Overall， the gradual accumulation of non-degradable microplastics in ponds intensifies N2O emissions， while the shading effect of photovoltaics on water surfaces increases CO2 and N2O emission. However， both factors have a minimal negative impact on CH4 emission.

参考文献/References:

［1］ 张莉， 王婧， 逄焕成， 等. 短期秸秆颗粒还田对小麦-玉米系统作物产量与土壤呼吸的影响［J］. 应用生态学报， 2018， 29（2）： 565-572.

［2］ HANSEN J E， LACIS A A. Sun and dust versus greenhouse gases - an assessment of their relative roles in global climate change［J］. Nature，1990，346（6286）：713-719.
［3］ GRAY V. Climate change 2007： the physical science basis［J］. Energy & Environment， 2007， 18（3/4）： 433-440.
［4］ MASSON-DELMOTTE， V.， ZHAI P， et al. Intergovernmental Panel on Climate Change （IPCC）. Summary for Policymakers. In： Climate Change 2021： The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change ［M］. Cambridge：Cambridge University Press， 2021.
［5］ DRAKE T W， RAYMOND P A， SPENCER R G M. Terrestrial carbon inputs to inland waters： a current synthesis of estimates and uncertainty ［J］. Limnology and Oceanography Letters， 2018， 3（3）： 132-142.
［6］ HU Z， LEE J W， CHANDRAN K， et al. Nitrous oxide （N2O） emission from aquaculture： a review ［J］. Environmental Science & Technology， 2012， 46（12）： 6470-6480.
［7］ LEGGIERI A， SEMERARO T. A new perspective of solar renewable energy for south italy using the floating photovoltaic system ［J］. IOP Conference Series： Materials Science and Engineering， 2020， 960（2）： 022019.
［8］ ANDRADY A L. The plastic in microplastics： a review ［J］. Marine Pollution Bulletin， 2017， 119（1）： 12-22.
［9］ EGESSA R， NANKABIRWA A， OCAYA H， et al. Microplastic pollution in surface water of Lake Victoria ［J］. Science of the Total Environment， 2020， 741： 140201.
［10］ BANK M S， HANSSON S V. The plastic cycle： a novel and holistic paradigm for the anthropocene ［J］. Environmental Science & Technology，2019，53（13）： 7177-7179.
［11］ SEELEY M E，SONG B，PASSIE R， et al. Microplastics affect sedimentary microbial communities and nitrogen cycling ［J］. Nature Communications， 2020， 11（1）： 2372.
［12］ SANDER R. Compilation of Henry’s law constants for inorganic and organic species of potential importance in environmental chemistry ［J］. http：//www.henrys-law.org. 1999.
［13］ WANG C L， XV Y H， LI S Y， et al. Interconnected river-lake project decreased CO2 and CH4 emission from urban rivers ［J］. Water， 2023， 15（11）：1986.
［14］ ZHENG D Q， GUO T M， KNAPP H. Experimental and modeling studies on the solubility of CO2， CHClF2， CHF3， C2H2F4 and C2H4F2 in water and aqueous NaCl solutions under low pressures ［J］. Fluid Phase Equilibria， 1997， 129（1/2）： 197-209.
［15］ WANG C L， XV Y H， WU Z F， et al. Denitrification regulates spatiotemporal pattern of N2O emission in an interconnected urban river-lake network ［J］. Water Research， 2024， 251： 121144.
［16］ 黄瑾. 三峡水库消落带土壤氧化亚氮排放规律及其产生过程溯源研究 ［D］. 重庆：重庆交通大学， 2023.
［17］ YU Y X， LI X， FENG Z Y， et al. Polyethylene microplastics alter the microbial functional gene abundances and increase nitrous oxide emissions from paddy soils ［J］. Journal of Hazardous Materials， 2022， 432： 128721.
［18］ 叶昕霞， 张陶， 蒲俊兵， 等. 河流水-气界面CO2脱气时间尺度变化研究进展 ［J］. 湖泊科学， 2023， 35（3）： 795-807.
［19］ 李俊. 微塑料对河口及近海沉积物中硝化过程的影响研究 ［D］. 上海：华东师范大学， 2023.
［20］ 余立华. 秋季长江口不同辐照和氮、磷浓度水平下浮游植物营养盐吸收动力学及生长变化研究 ［D］. 上海：华东师范大学， 2006.
［21］ 陈秋阳， 赵彬洁， 袁洁， 等.人工遮光和营养添加对河流反硝化活性和反硝化细菌群落结构的影响 ［J］. 生态学报， 2018， 38（15）： 5566-5576.
［22］ 王洁， 袁俊吉， 刘德燕， 等.滨海湿地甲烷产生途径和产甲烷菌研究进展 ［J］. 应用生态学报， 2016， 27（3）： 993-1001.

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备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期：2023-05-26
基金项目：武汉工程大学研究生教育创新基金（CX2022565）
作者简介：许毓涵，硕士研究生。Email：[email protected]
*通信作者：李 杏，博士，副教授。Email：[email protected]
引文格式：许毓涵，王春林，李杏. 微塑料及光伏对池塘温室气体产生和排放的影响［J］. 武汉工程大学学报，2024，46（3）：291-298.

更新日期/Last Update: 2024-07-02