低碳氮比废水的不适当处理在世界范围内引起广泛关注。人工湿地作为可持续的生态净化技术已被成功应用于不同类型污水的处理。科研人员前期对人工湿地基质强化脱氮方面做出了重要贡献，但在铁矿石/锰矿石与木头芯片组合模式强化硝化和反硝化脱氮方面仍缺乏系统性的研究。盐分冲击也是人工湿地处理系统脱氮的最大挑战，可能会瞬间提高细胞渗透压和抑制微生物活性。针对这一技术难题，东北地理所水环境污染与防治学科组科研人员，设计并构建了铁矿石/锰矿石与木头芯片基串联-垂直流人工湿地（TS-VFCWs）（CN201911301822.2、CN201911301820.3），系统揭示了污染负荷和盐分胁迫下TS-VFCWs脱氮性能和功能菌群特征（Chietal.2021）。
　　结果表明，铁矿石/木头芯片基串联-垂直流人工湿地具有高效的氮素净化效能、优异的抗负荷和盐分冲击潜力。铁矿石/锰矿石投加促进硝化和自养反硝化过程进行，而木头芯片有效强化了异养反硝化。3%盐分胁迫抑制了COD和氨氮去除效能，但促进了硝氮的去除。盐分胁迫下反硝化菌的大量存在保证了反硝化过程的顺利进行（图1）。此结果有助于对强化型串联-垂直流湿地系统脱氮效能与功能微生物相互关系的理解，为人工湿地处理盐分胁迫下低碳氮比废水提供理论依据和技术支撑。
　　相关研究发表在生态环境领域Top期刊《BioresourceTechnology》（中科院一区，IF=9.642）上，并申请国家发明专利2项。中科院东北地理所李怀副研究员为论文通讯作者和专利第一发明人，本工作得到国家自然科学基金（42077353）和国家重点研发计划重点专项（2017YFC0505901）等资助。
　　相关信息如下：
　　（1）Chi,Z.F.,Hou,L.N.,Li,H.,2021.Effects of pollution load and salinity shock on nitrogen removal and bacterial community in two-stage vertical flow constructed wetlands,BioresourceTechnology,126031. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2021.126031.
　　（2）李怀、迟子芳、阎百兴.Fe-C强化型人工湿地脱氮系统及脱氮方法，发明专利（受理号：CN 201911301822.2）
　　（3）李怀、迟子芳、阎百兴.Mn-C强化型人工湿地脱氮系统及脱氮方法，发明专利（受理号：CN 201911301820.3）

　　图1 串联-垂直流人工湿地脱氮性能及微生物机制