一株戴尔福特菌的异养硝化与好氧反硝化性能研究

通过在好氧反硝化培养基中添加氨氮和在异养硝化培养基中添加硝基氮,研究了从实验室SBR反应器中新分离的一株戴尔福特菌的异养硝化作用与好氧反硝化作用的相互影响.研究表明:加入氨氮后,24 h后的硝基氮去除率最大可提高1.47%,48 h后菌体生长较为旺盛,氨氮去除率则均在90%以上;同时发现加入硝基氮后,菌体生长推迟,但氨氮去除率最大可提高4.16%.异养硝化与好氧反硝化作用之间是相互促进的.此株戴尔福特菌可在同一条件下自身实现同步硝化反硝化,具有一定的工程应用价值.     

海岸带的脱氮过程研究进展

人类活动产生大量含氮化合物经河流进入海岸带,造成海岸带水体富营养化等问题。海岸带的氮循环是全球氮循环的重要一环,其中反硝化作用和厌氧氨氧化作用均是将活性氮转化为惰性氮回到大气这个氮源,因此两者均被称为脱氮作用。脱氮过程将累积在海岸带的活性氮转化为氮气回到大气中,对改善海岸带环境起着重要作用。海岸带的脱氮作用主要发生在沉积物中,且以反硝化作用为主。15N同位素对技术是测定脱氮速率最常用的方法,它可以同时测定反硝化和厌氧氨氧化速率,但是在应用的过程中需注意同位素分馏效应的影响。     

污泥浓度、pH、NO2- -N对反亚硝化脱氮的影响

反亚硝化脱氮是反硝化过程中的一个重要环节,也是污水短程反硝化脱氮的重要组成部分.本文在亚硝酸氮浓度为30~110 mg.L-1范围内,主要考察了影响反亚硝化速率因素中的pH、NO2--N、MLSS的作用.研究表明,在温度为18℃,pH为7.5时,反亚硝化速率最大;NO2--N浓度为60 mg.L-1时的反亚硝化作用最强;MLSS高则整体反亚硝化脱氮速率快,但MLSS高则单位质量反亚硝化菌的效率低.     

河岸渗滤系统对城市降雨径流中氮磷去除效率的中试研究（英文）

为加强城市河岸带对降雨径流中氮磷的去除能力,为城市河岸带的改造提供科学依据,采用土壤、煤渣、沸石、锯末、沸石和麦饭石构建了一个中试规模的河岸渗滤系统(riparian infiltration system,RIS),并通过6次试验研究了RIS对模拟城市降雨径流中氮磷的去除效率.结果表明,RIS能去除径流中的氨态氮(NH_4~+)、总氮(TN)和总磷(TP),但会输出硝态氮(NO_3~-).该系统对NH_4~+和TP的去除效率分别为65.6±1.2%和54.9±19.1%,显著高于对TN的去除效率(21.1±13.7%);而NO_3~-的平均去除效率为-1150.0%,这可能是由于系统中NH_4~+的氧化及NO_3~-在介质中的浸出.RIS对垂向流中NH_4~+和TP的去除效率较水平流更高且更稳定;且系统对NH_4~+和TP的去除量与其入水浓度均具有显著的正相关关系(P 0.01).反硝化作用发生在渗透性较差的底部土壤层中,但其对NO_3~-的去除量远低于渗透性较好的上层土壤介质层中硝化作用产生的量.RIS总体上对降雨径流中营养物质具有一定的去除作用,但还需要进一步的研究和改进,以加强RIS的反硝化作用从而减少硝酸盐的输出.     

土壤中好氧反硝化菌分离研究

传统的反硝化作用,由微生物在厌氧或微厌氧条件下将硝酸盐还原成氧化亚氮或氮气。本文力图从土壤中找出在好氧条件下,既有硝化作用,也有反硝化作用的脱氮细菌,若将该细菌应用于控制水体富营养化、处理污水和净化水域,有着极大的实用价值。     

川中丘陵区农业源头沟渠反硝化速率特征及其影响因素

农业源头沟渠是连接农田排水与河流的重要通道，对农业非点源污染物具有 很高的削减作用。反硝化作用是沟渠水体氮污染去除最彻底的机制，但目前相关研究缺乏。利用改进的乙炔抑制法研究川中丘陵区农业源头沟渠沉积物反硝化作用的速率、季节变化及影响因素，以期为长江上游农业水环境保护提供新的思路。结果表明：1）农业源头沟渠沉积物反硝化速率变化范围在0.31～43.11 mg·m-2·h-1之间，平均值为10.45 mg·m-2·h-1；2）沟渠反硝化速率具有明显的季节差异，冬季沟渠沉积物反硝化速率普遍偏低，而夏季则具有较强的反硝化作用，不同季节的反硝化速率大小顺序为：夏季＞春季＞秋季＞冬季；3）沟渠反硝化作用受水文条件、水体沉积物碳氮浓度等因素影响。其中，水文条件不同的区域反硝化速率的大小顺序为：间歇滞水区＞干湿交替区＞常年淹水区；沉积物和上覆水NO-3 N，DOC浓度与反硝化速率之间具有显著的正相关关系。总体来说，川中丘陵区农业源头沟渠具有较高的反硝化速率，通过增加碳源或改善水文条件能有效地促进沟渠沉积物的反硝化作用，从而极大地提高农业源头沟渠对非点源氮污染的截控能力。
     

低温域湿地植物根际氮转化强度

在低温条件下(0 ～15℃),对菖蒲、芦苇、香蒲等10种湿地植物根际土壤的氮转化强度进行对比分析.结果表明,湿地植物根际氨化、反硝化作用强度随温度下降而逐渐降低,硝化作用强度在10℃左右出现大幅下降;低温域植物根际反硝化作用强度明显高于硝化作用强度;植物种类对根际土壤氨化、硝化作用强度影响较大,其中香蒲氨化作用强度最大...     

固定化好氧反硝化菌脱氮技术应用展望

近年来,氮污染已日益严重,传统的生物脱氮理论认为细菌的反硝化作用是一个严格的厌氧过程,但好氧反硝化菌的发现打破了此规律。随着生物脱氮技术的不断改进、更新,固定化微生物脱氮技术日益受到广泛关注。文章综述了好氧反硝化菌的应用研究、固定化微生物技术应用于废水处理研究动态以及固定化好氧反硝化菌脱氮效果比对,从而阐述固定化好氧反硝化菌脱氮技术的研究状况与应用展望。     

太湖潜流带有机质含量对硝酸盐还原途径的影响

通过太湖原状沉积物柱室内模拟试验,研究了有机质（腐殖酸）和硝态氮随下行水流进入潜流带对氮素转化和硝态氮还原途径的影响。结果表明,仅输入硝态氮时,潜流带中硝态氮出现持续累积现象,硝态氮还原速率为0.087～0.186μg/（cm³·d）(平均0.162μg/（cm³·d）);而同时输入腐殖酸和硝态氮时,潜流带还原性环境逐渐增强,在21 d内Eh值降至-200 mV以下,硝态氮还原速率为0.092～0.251μg/（cm³·d）(平均0.220μg/（cm³·d）),腐殖酸有效促进了硝酸盐的还原。反硝化作用是潜流带中硝酸盐还原的主要途径,特别是潜流带上部（0～22.5 cm）,其贡献达到90%以上;而潜流带的深部（22.5～45.0 cm）硝酸盐还原量总体较小,反硝化作用贡献也仅占39.5%。随着腐殖酸的消耗（6.92 mg/L降为3.32 mg/L）,硝酸盐异化还原成铵过程对硝酸盐还原的贡献由14.0%降为2.7%。综合来看,补充有机质有利于潜流带特别是浅层潜流带的硝酸盐还原,且以反硝化过程为主,对湖...     

基质对人工湿地脱氮除磷效果影响研究

构建了粉煤灰+石灰石混合基质床人工湿地处理养殖废水,并与石灰石单一基质床相比较,结果表明,粉煤灰是一种磷吸附能力很强的基质,在人工湿地中填充粉煤灰和石灰石组成的混合基质可以明显提高磷去除效率,而且粉煤灰还可以作为碱源供应碱而有利于氮的去除;磷素在人工湿地中的主要去除机理是基质吸附,因此加大基质填充深度增加基质填充量可以明显提高磷的去除;而氨氮的主要去除机理为硝化/反硝化反应,湿地内部溶解氧是限制其去除的关键因素,因此增加基质填充高度虽然能增强反硝化作用,但不能增加复氧而强化硝化作用,故对氨氮的去除影响很小。     

Nitrogen cycle in the hyporheic zone of natural wetlands

Nitrogen （N） is one of the most important components and ecological factors for natural wetland ecosystems. It is mainly derived from runoff input, atmospheric deposition, and biological N fixation. The transport and transformation of N in natural wetlands primarily occur in the hyporheic zone （HZ）, a buffer area of intensifted biogeochemical activity that is often regarded as the sink, source, and converter of N in wetlands. The main ways of N attenuation in the HZ are denitrification, anaerobic ammonia oxidation （anammox）, and wetland plant adsorption. The effects of internal and human factors on the N cycle are illustrated in this article. The results indicate that N sources are influenced by human factors such as agricultural activities and fossil combustion, while N attenuation is affected by internal factors, including oxygen concentration, carbon and phosphorus availability, pH and Eh changes, and microorganism actions. Finally, some research trends are provided to get a better understanding of the N cycle in the HZ of natural wetlands. This study may provide a clear perspective of N cycle in the HZ and their interactions between various factors.     

海洋氮循环细菌研究进展

氮素循环是海洋生态系统中物质循环的重要组成部分,其中微生物起着至关重要的推动作用,相关内容一直为国际研究的热点.在简述氮循环各环节概念的基础上,着重对海洋生物固氮、硝化、反硝化细菌等方面研究进行了综述,并对今后的研究方向进行了一些展望.     

Spatial coupling of nitrogen inputs and losses in the ocean

Nitrogen fixation is crucial for maintaining biological productivity in the oceans, because it replaces the biologically available nitrogen that is lost through denitrification. But, owing to its temporal and spatial variability, the global distribution of marine nitrogen fixation is difficult to determine from direct shipboard measurements. This uncertainty limits our understanding of the factors that influence nitrogen fixation, which may include iron, nitrogen-to-phosphorus ratios, and physical conditions such as temperature. Here we determine nitrogen fixation rates in the world's oceans through their impact on nitrate and phosphate concentrations in surface waters, using an ocean circulation model. Our results indicate that nitrogen fixation rates are highest in the Pacific Ocean, where water column denitrification rates are high but the rate of atmospheric iron deposition is low. We conclude that oceanic nitrogen fixation is closely tied to the generation of nitrogen-deficient waters in denitrification zones, supporting the view that nitrogen fixation stabilizes the oceanic inventory of fixed nitrogen over time.     

复合地下渗滤床中污水脱氮效果及影响因素的研究

设有分水装置的复合地下渗滤对氮有较好的去除效果,当进水TN在28.34~50.82 mg/L时,系统对NH+3-N去除率为76.76%,TN去除率为64.33%。该系统内氨化菌、硝化菌、亚硝化菌等自养菌在各级渗滤床上部分布均匀且处于较高数量级(105~106 MPN/g),二级渗滤床内反硝化菌明显高于一级渗滤床,其数量106~107 MPN/g。各级渗滤床中氮转化菌分布和ORP测定结果表明该系统具有较好的硝化-反硝化环境条件,其中影响脱氮效果的主要因素是N/C和Nv。     

反硝化型厌氧甲烷氧化耦合厌氧氨氧化脱氮工艺研究进展

反硝化型厌氧甲烷氧化(Denitrifying Anaerobic Methane Oxidation, DAMO)耦合厌氧氨氧化(Anaerobic ammonium oxidation, Anammox)脱氮工艺在实现能源废水处理方面具有很大的潜力。DAMO-Anammox脱氮工艺能同时将甲烷、氨氮和硝酸盐转化为无害的N₂和CO₂,在无需额外能量消耗下实现废水中的碳氮循环，有望成为未来环境友好型废水处理的主要技术。本文讨论了DAMO-Anammox微生物的协同和竞争机制，不同电子受体的类型对脱氮过程中微生物胞外电子传递机制及脱氮除甲烷效率的影响，指出了目前DAMO-Anammox脱氮工艺存在的功能微生物富集困难、气液传质效率差和脱氮性能不足等应用瓶颈，总结了如新型反应器构型的设计、人工电子中介体投入和电化学强化等相对应的改进策略，为该工艺的进一步研究和规模化应用提供参考。     

垃圾渗滤液处理厂活性污泥微生物种群结构和功能分析

对垃圾渗滤液处理厂活性污泥的16S rRNA基因和宏基因组进行高通量测序并分析, 探究垃圾渗滤液处理厂活性污泥微生物的种群结构、氮循环和有机污染物降解相关功能微生物和功能基因。结果表明, Calditrichaeota门微生物丰度最高(58.77%), 其次是 Proteobacteria (16.80%)和Bacteroides (6.19%); Calorithrix属是活性污泥的优势菌属(58.77%); 活性污泥中存在硝化、反硝化、同化硝酸盐还原、异化硝酸盐还原和氮固定 5 条氮循环途径, 反硝化相关基因丰度最高(78.84%), 主要分布于Calditrichaeota, Proteobacteria和Choroflexi中; 硝化作用由氨氧化菌Nitrosomonas完成。活性污泥中含有丰富的难降解有机污染物降解基因, Proteobacteria, Bacteroides, Planctomycetes, Calditrichaeota和Choroflexi是典型的有机污染物降解功能微生物。     

生物海绵铁去除生活污水中氨氮的性能研究

为提高活性污泥对氨氮的处理效果,在生化反应器中加入海绵铁,形成生物海绵铁体系。以模拟生活污水为处理对象,研究了生物海绵铁对生活污水的脱氮效果。结果表明:生物海绵铁法脱氮效果良好,平均脱氮率为97.5%。氨氮浓度和C/N比会影响脱氮效果;污泥性能得到改善。可用于实际生活污水的脱氮处理。     

Reduced nitrogen fixation in the glacial ocean inferred from changes in marine nitrogen and phosphorus inventories.

To explain the lower atmospheric CO2 concentrations during glacial periods, it has been suggested that the productivity of marine phytoplankton was stimulated by an increased flux of iron-bearing dust to the oceans. One component of this theory is that iron-an essential element/nutrient for nitrogen-fixing organisms-will increase the rate of marine nitrogen fixation, fuelling the growth of other marine phytoplankton and increasing CO2 uptake. Here we present data that questions this hypothesis. From a sediment core off the northwestern continental margin of Mexico, we show that denitrification and phosphorite formation-processes that occur in oxygen-deficient upwelling regions, removing respectively nitrogen and phosphorus from the ocean-declined in glacial periods, thus increasing marine inventories of nitrogen and phosphorus. But increases in phosphorus were smaller and less rapid, leading to increased N/P ratios in the oceans. Acknowledging that phytoplankton require nitrogen and phosphorus in constant proportions, the Redfield ratio, and that N/P ratios greater than the Redfield ratio are likely to suppress nitrogen fixation, we suggest therefore that marine productivity did not increase in glacial periods in response to either increased nutrient inventories or greater iron supply.