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闭合回路电子流强化硝酸盐异化还原为铵性能及功能菌群分析 被引量：1
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作者 张涵瑞 朱超 +2 位作者 郭中瑞 刘春雷 祝贵兵 《环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期217-227,共11页
硝酸盐异化还原为铵(DNRA)是氮循环中的一个重要过程,DNRA能够将硝酸盐还原为铵,是将活性氮保留在自然生态系统中的重要路径.然而,DNRA的效率仍然较低,其内在反应机理仍然不清楚.本研究采用自主搭建的电强化-DNRA(E-DNRA)连续流式反应器... 硝酸盐异化还原为铵(DNRA)是氮循环中的一个重要过程,DNRA能够将硝酸盐还原为铵,是将活性氮保留在自然生态系统中的重要路径.然而,DNRA的效率仍然较低,其内在反应机理仍然不清楚.本研究采用自主搭建的电强化-DNRA(E-DNRA)连续流式反应器,利用闭合回路电子流构建单个细菌周围强还原环境,以提高细菌周围局部微环境的电子供体比例,进而提高DNRA效率.据此,进一步深入探究了电子流强化DNRA过程的内在反应机理及DNRA功能菌的群落特征.结果表明,电阻为50Ω,水力停留时间为20 h,电极面积为847 cm^(2)时可以有效提高硝酸盐异化还原为铵(DNRA)的活性,反应器中c(NH_(4)^(+))/c(NO_(3)^(-))最高可达79.1%.胞外聚合物(EPS)、电子传递系统活性(ESTA)及NADH分析表明,电子流促进了电极生物膜上各菌属的生物的活性.宏基因分析结果表明,反应器内Thauera、Azonexus、Cupriavidus、Pseudomonas为主要功能菌属.以nrf A基因编码的细胞色素c型亚硝酸盐还原酶在电子流的作用下由0.18%升高至32.84%,促进了细胞周质内DNRA过程的发生;以nir B基因编码的NADH依赖型亚硝酸盐还原酶在电子流的作用下由6.05%升高至12.71%,强化了细胞质内DNRA过程的发生.研究结果将为开发强化的DNRA技术提供新策略. 展开更多
关键词 硝酸盐异化还原为铵(DNRA) 电活性菌 电子流 生物代谢通路 宏基因组
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