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异养硝化细菌Pseudomonas aeruginosa YL的脱氮过程及N2O产生特性 被引量：12
1
作者 杨垒 崔珅 +5 位作者 任勇翔 郭淋凯 张志昊 肖倩 陈宁 汪旭晖 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期831-838,共8页
由于含氮废水的大量排放,水体富营养化日趋严重,如何高效去除废水中的氮素仍是亟待解决的问题.针对传统生物脱氮工艺流程复杂、能耗高、抗冲击能力弱以及释放温室气体N2O等缺陷,本文基于高效异养硝化细菌Pseudomonas aeruginosa YL,通... 由于含氮废水的大量排放,水体富营养化日趋严重,如何高效去除废水中的氮素仍是亟待解决的问题.针对传统生物脱氮工艺流程复杂、能耗高、抗冲击能力弱以及释放温室气体N2O等缺陷,本文基于高效异养硝化细菌Pseudomonas aeruginosa YL,通过探讨其生理生化特征、异养硝化-好氧反硝化脱氮过程和N2O产生特性,进一步解析异养硝化脱氮理论.结果表明,菌株YL具有高效的异养硝化和好氧反硝化能力,24 h培养期100 mg·L^-1的NH4^+-N、NO2^--N和NO3^--N能够完全去除;异养硝化过程几乎无中间产物生成,但以NO3^--N作为氮源时,NO2^--N累积量高达25.55 mg·L^-1.同时,反硝化功能基因nap A、nir K和nos Z基因的成功表达,进一步证实菌株YL具有好氧反硝化能力.菌株YL异养硝化-好氧反硝化过程气态氮产物约占去除TN的30%~40%,脱氮产物主要为N2,当NH4^+-N、NO2^--N和NO3^--N分别为唯一氮源时,N2生成量分别为3.46、3.49和3.36 mg.相比较,菌株YL脱氮过程仅生成微量的中间产物N2O,以NH4^+-N为唯一氮源时的最终生成总量为6.63μg,低于以NO2^--N和NO3^--N为唯一氮源时N2O的生成量.此外,高C/N、低pH、高温以及高NH4^+-N和NO2^--N环境均会导致N2O的大量生成,但大多数环境因素对菌株YL的N2O生成量影响较小,且其最高生成量显著低于短程硝化系统和自养硝化系统.以上研究结果表明菌株YL具有优异的脱氮、N2O控逸和环境耐受能力,可有效避免水处理过程对大气的二次污染. 展开更多
关键词 异养硝化细菌 反硝化功能基因 好氧反硝化 脱氮 N2O释放
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植物种类对野芷湖湖岸带土壤反硝化作用的影响
2
作者 雷芊芊 张翎 +4 位作者 胡荣桂 王砚 赵劲松 林杉 姜炎彬 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1116-1129,共14页
反硝化作用是湖岸带有效去除氮素的关键氮循环过程,受到植物、土壤理化性质及微生物等因素的影响。为探究湖岸带不同植物对土壤反硝化作用的影响,通过调查测定野芷湖湖岸带9种常见植物的根际与非根际土壤的反硝化功能基因丰度和反硝化潜... 反硝化作用是湖岸带有效去除氮素的关键氮循环过程,受到植物、土壤理化性质及微生物等因素的影响。为探究湖岸带不同植物对土壤反硝化作用的影响,通过调查测定野芷湖湖岸带9种常见植物的根际与非根际土壤的反硝化功能基因丰度和反硝化潜势,分析其与土壤理化性质的关系,阐明植物种类影响反硝化作用的机制。研究结果表明:(1)种植植物会改变湖岸带土壤的理化指标,植物根际土的硝态氮(NN)、铵态氮(AN)、总碳(TC)、总氮(TN)和可溶性有机碳(DOC)含量等显著高于非根际土,其中柳树、黄素馨、喜旱莲子草根际土的TC、DOC、TN、NN显著高于其他物种,桂树的根际和非根际土的pH均显著低于其他物种;(2)植物根际土的微生物反硝化功能基因(narG、napA、nirS、nirK和nosZ)丰度显著高于非根际土,其中柳树、黄素馨、喜旱莲子草根际土的基因丰度显著高于其他物种,pH、TN、NN和DOC等对反硝化功能基因丰度影响较大;(3)根际土的反硝化潜势显著高于非根际土,其中柳树、桂树、黄素馨根际土的反硝化潜势显著高于其他物种,黄素馨非根际土的反硝化潜势也较高,pH、DOC、TN以及napA、nirS、norB基因丰度等对土壤的反硝化潜势具有显著影响。本研究说明植物根际微环境更有利于反硝化微生物的生长与繁殖,湖岸带种植植物时可考虑不同的常绿和落叶乔木、灌木、草本植物的合理配置来提高湖岸带的氮素截留能力,以减少由过量氮素进入水生生态系统导致的面源污染。 展开更多
关键词 植物 反硝化潜势 湖岸带 反硝化功能基因 土壤理化性质
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铁膜促进水稻土N_(2)O排放的根际微域反硝化微生物机制解析 被引量：2
3
作者 张子娴 刘婷 +1 位作者 秦树平 周顺桂 《环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期437-447,共11页
稻田是温室气体氧化亚氮(N_(2)O)的主要排放源之一,反硝化作用是引起N_(2)O释放的重要过程,主要由微生物驱动完成,nirK、nirS和nosZ功能基因是反硝化菌的重要生物标志.本研究通过诱导水稻根表形成铁膜,使用N_(2)O直接测定法和基于反硝... 稻田是温室气体氧化亚氮(N_(2)O)的主要排放源之一,反硝化作用是引起N_(2)O释放的重要过程,主要由微生物驱动完成,nirK、nirS和nosZ功能基因是反硝化菌的重要生物标志.本研究通过诱导水稻根表形成铁膜,使用N_(2)O直接测定法和基于反硝化功能基因引物的高通量测序,采用盆栽试验研究了水稻土N_(2)O累积排放浓度、根际土和根内反硝化微生物群落结构的分布变化.Pearson相关分析表明,N_(2)O累积排放浓度与铁膜含量呈正相关,铁膜促进N_(2)O排放.诱导根表形成铁膜后,反硝化微生物的多样性和丰富度提高,具体表现为nirK、nirS和nosZ型OTU增多,nirK型在根内明显增加,而nirS型在根际土中增加.此外,假单胞菌(Pseudomonas)是水稻根际土和根内优势菌属,铁膜提高其丰度,尤其是nirS、nosZ型假单胞菌丰度占比提升更显著.显然,铁膜的形成改变了水稻根际和根内nirK、nirS和nosZ型反硝化微生物的群落结构,进而可能促进水稻土N_(2)O排放. 展开更多
关键词 铁膜 氧化亚氮 水稻土 反硝化功能基因 微生物群落结构
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