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限氧条件下Fe^(3+)优化短程硝化性能的研究
1
作者 律泽 谭福龙 +2 位作者 张驰 何旷怡 孔德显 《环境污染与防治》 北大核心 2025年第4期42-47,I0003,共7页
研究不同溶解氧(DO)和Fe^(3+)浓度对短程硝化性能的影响。结果表明,当DO为0.5 mg/L、Fe^(3+)为10 mg/L时,短程硝化效果最佳,平均氨氮去除率为97.9%,平均出水亚硝态氮为174.9 mg/L,平均亚硝态氮累积率为90.2%。利用氨氧化菌和亚硝酸盐氧... 研究不同溶解氧(DO)和Fe^(3+)浓度对短程硝化性能的影响。结果表明,当DO为0.5 mg/L、Fe^(3+)为10 mg/L时,短程硝化效果最佳,平均氨氮去除率为97.9%,平均出水亚硝态氮为174.9 mg/L,平均亚硝态氮累积率为90.2%。利用氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌的氧饱和差异实现对短程硝化系统的调控;Fe^(3+)作为生物因子介入微生物生化反应和代谢过程,参与电子传递,激活酶促反应实现强化短程硝化系统的运行。 展开更多
关键词 短程硝化 溶解氧 铁离子 氨氧化菌
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亚硝酸盐氧化细菌研究进展与展望 被引量：1
2
作者 胡露星 蒋先军 《农业资源与环境学报》 北大核心 2025年第1期11-21,共11页
亚硝酸盐氧化细菌(Nitrite Oxidizing Bacteria,NOB)是全球氮循环过程中的关键微生物,主要功能是将亚硝酸盐氧化为硝酸盐。近十年来基于现代分子生态技术的发展,NOB的研究取得了很大的进展,主要包括:NOB的碳氮代谢途径及多样性远远超过... 亚硝酸盐氧化细菌(Nitrite Oxidizing Bacteria,NOB)是全球氮循环过程中的关键微生物,主要功能是将亚硝酸盐氧化为硝酸盐。近十年来基于现代分子生态技术的发展,NOB的研究取得了很大的进展,主要包括:NOB的碳氮代谢途径及多样性远远超过以往的认知,如NOB不仅可以氧化亚硝酸盐,也可以氧化尿素、氨以及氰酸盐获取能量;丰富了NOB与环境因素的响应及生态位分化特征的研究,其中Nitrospira更偏好于低氧的贫营养环境,中温的富营养环境更有利于Nitrobacter的生存;对NOB Nitrospira与全程氨氧化细菌(Complete Ammonia Oxidizer,comammox Nitrospira)之间的联系与差异进行了初步探索,二者虽然同属于Nitrospira谱系并且都具备亚硝酸盐氧化能力,但comammox Nitrospira对亚硝酸盐的亲和力较低而对氨具有较高的亲和力,主要分布在低氨的寡营养生境,而NOB Nitrospira对亚硝酸盐有较高亲和力,主要分布在低亚硝酸盐环境。本文基于上述最新研究进展进行了介绍与总结,并对该领域今后的研究进行了展望:在今后的研究中土壤环境或许可以成为NOB研究的新切入点;迫切需要探究缩短NOB分离和培养的方法并结合分子生态技术揭示NOB代谢多样性的实际依据以及NOB在碳氮循环中的真正贡献;探究NOB在代谢和生物化学方面的新机制,为揭示和预测NOB在环境中的响应提供理论支持。 展开更多
关键词 亚硝酸盐氧化细菌 亚硝酸盐氧化 代谢多样性 全程氨氧化细菌 土壤
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利用RFLP分析DO对附积床系统中AOB群落结构的影响 被引量：4
3
作者 张岩 朱敏 +5 位作者 刘焕光 孙凤侠 甘志明 陈敬 史杨 谢杭冀 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期2387-2393,共7页
为了解析DO浓度对附积床反应器脱氮系统中COD、NH^4＋-N、TN去除效率的影响,以及对氨氧化菌群（AOB）结构及多样性的影响,分析了DO分别为1.0～2.0,2.0～3.0,3.0～4.0mg/L时COD、NH^4＋-N、TN去除效率,并采用针对AOB功能基因氨单加氧酶（... 为了解析DO浓度对附积床反应器脱氮系统中COD、NH^4＋-N、TN去除效率的影响,以及对氨氧化菌群（AOB）结构及多样性的影响,分析了DO分别为1.0～2.0,2.0～3.0,3.0～4.0mg/L时COD、NH^4＋-N、TN去除效率,并采用针对AOB功能基因氨单加氧酶（amoA）的限制性内切酶片段长度多态性技术（RFLP）分析了三组DO浓度下反应器中AOB的群落结构及多样性.结果表明,不同DO条件下,系统均取得较高的COD和NH^4＋-N的去除效果, NH^4＋-N的去除效率随着DO的增加而提高.不同DO浓度下反应器生物膜上AOB菌群多样性丰富,且与DO对AOB菌群的多样性影响较小相比,DO对AOB的菌群结构及种类的影响较大. 展开更多
关键词 氨氧化细菌(aob) AMOA基因 RFLP 生物膜
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MUCT脱氮除磷系统中聚磷菌(Candidatus Accumulibacter)和氨氧化细菌(AOB)的菌群结构及组成特征 被引量：1
4
作者 张丽敏 曾薇 +1 位作者 李博晓 王向东 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期241-247,共7页
采用MUCT(Modified University of Cape Town)工艺处理低C/N实际生活污水,通过控制溶解氧和缩短水力停留时间(HRT)等手段实现短程硝化,并在短程硝化的基础上取得了良好的反硝化除磷效果。分别采用功能基因ppk1和amo A作为遗传标记对MUC... 采用MUCT(Modified University of Cape Town)工艺处理低C/N实际生活污水,通过控制溶解氧和缩短水力停留时间(HRT)等手段实现短程硝化,并在短程硝化的基础上取得了良好的反硝化除磷效果。分别采用功能基因ppk1和amo A作为遗传标记对MUCT工艺短程阶段的聚磷菌(Candidatus Accumulibacter)和氨氧化细菌(AOB)的菌群结构进行了研究。ppk1功能基因系统发育分析结果表明,MUCT工艺中Candidatus Accumulibacter分支具有多样化,共包含IID、IIC、IIF 3个进化枝。Candidatus Accumulibacter以TypeⅡ型为主,其中分支Acc-IID占克隆文库的94.3%,是Candidatus Accumulibacter中的优势菌属。证实了在以亚硝酸盐为电子受体的条件下,Acc-IID为除磷的主要承担者。分支Acc-IIF的出现可能与反应系统保持较高温度有关。amo A基因的系统发育分析结果表明,所有AOB序列属于Nitrosomonas europaea lineage。通过低溶解氧和短HRT建立的短程是N.europaea lineage成为AOB中优势菌属的重要原因。研究表明,短程反硝化条件下MUCT反应器中的优势Candidatus Accumulibacter和AOB分别为IID和N.europaea lineage,其丰度和菌群结构是影响污水生物除磷和硝化效果的主要因素。 展开更多
关键词 环境工程学 MUCT ppk1 AMOA 氨氧化细菌(aob) Candidatus Accumulibacter
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溶解氧对短程硝化影响研究进展 被引量：2
5
作者 王世豪 朱易春 +2 位作者 赖雅芬 李晓超 田帅 《环境化学》 北大核心 2025年第2期496-506,共11页
短程硝化作为全程自养脱氮、短程硝化耦合反硝化除磷等新型脱氮工艺的关键步骤,是实现高效生物脱氮的重要环节.通过控制溶解氧浓度启动及维持短程硝化具有广阔的工程应用前景,但溶解氧对短程硝化的影响机制具有争议性,已成为了制约其工... 短程硝化作为全程自养脱氮、短程硝化耦合反硝化除磷等新型脱氮工艺的关键步骤,是实现高效生物脱氮的重要环节.通过控制溶解氧浓度启动及维持短程硝化具有广阔的工程应用前景,但溶解氧对短程硝化的影响机制具有争议性,已成为了制约其工程化应用的瓶颈.论文综述了溶解氧对不同微生物的影响,着重论述了不同溶解氧下氨氧化细菌酶活性与生化反应的关联性,指出溶解氧变化使得亚硝酸盐氧化菌失活是其产生竞争性淘汰的根本原因,并分析了溶解氧变化对全程氨氧化菌的影响,从而揭示控制溶解氧工艺可以成功启动短程硝化的原因,并归纳总结了低溶解氧、高溶解氧、间歇曝气三种模式下短程硝化工艺的控制策略,旨在为溶解氧控制短程硝化的启动及稳定化运行提供参考. 展开更多
关键词 短程硝化 溶解氧 氨氧化微生物 亚硝酸盐氧化菌 全程氨氧化菌
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氨氧化微生物的生理代谢机制及在水处理系统中的分布研究进展
6
作者 耿宏 任峻明 +1 位作者 周文明 孟晗 《工业水处理》 北大核心 2025年第6期88-97,共10页
硝化过程和反硝化过程在水处理系统的生物脱氮中发挥着重要作用,其中硝化过程中的氨氧化是脱氮的限速步骤,其能够将低价态的氨氮转化为高价态的亚硝酸盐氮或硝酸盐氮,对氮的去除起着关键作用。综述了氨氧化古菌(AOA)、氨氧化细菌(AOB)... 硝化过程和反硝化过程在水处理系统的生物脱氮中发挥着重要作用,其中硝化过程中的氨氧化是脱氮的限速步骤,其能够将低价态的氨氮转化为高价态的亚硝酸盐氮或硝酸盐氮,对氮的去除起着关键作用。综述了氨氧化古菌(AOA)、氨氧化细菌(AOB)以及近年来新发现的完全氨氧化菌(Comammox)这3类氨氧化微生物的研究进展,包括其系统发育、反应动力学、代谢路径、产N_(2)O机理和来源识别及其在水处理生物脱氮系统中的分布,并对其在生物脱氮工艺中的应用及未来的研究方向进行了探讨和展望,提出未来应针对AOA、AOB、Comammox富集培养的影响因素和条件优化、三者之间的竞争和结合及其在水处理系统中的生态位分布进行重点研究。 展开更多
关键词 氨氧化古菌 氨氧化细菌 完全氨氧化菌 生物脱氮 生态位分布
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紫云英还田对红壤水稻土氨氧化微生物功能基因丰度的影响
7
作者 孙鲁沅 刘佳 +4 位作者 冯蒙蒙 刘晗 马停停 陈晓芬 林永新 《土壤学报》 北大核心 2025年第3期857-869,共13页
硝化作用是氮循环的重要组成部分,会影响土壤氮素有效性,进而引发水体富营养化和温室气体氧化亚氮排放等生态环境问题。为研究水稻-紫云英种植模式下,紫云英还田对红壤水稻土氨氧化微生物功能基因丰度的影响,以不施肥处理(CK)作为对照,... 硝化作用是氮循环的重要组成部分,会影响土壤氮素有效性,进而引发水体富营养化和温室气体氧化亚氮排放等生态环境问题。为研究水稻-紫云英种植模式下,紫云英还田对红壤水稻土氨氧化微生物功能基因丰度的影响,以不施肥处理(CK)作为对照,分别设置紫云英还田(G)、施用100%化肥(C)、紫云英还田+100%化肥(GC),紫云英还田+化肥减量20%(GCT20)处理。通过实时定量PCR的方法,对各处理氨氧化古菌(AOA)、氨氧化细菌(AOB)和完全氨氧化菌(Comammox Nitrospira)分支A(Clade A)、分支B(Clade B)功能基因丰度进行研究。结果表明:与不施肥处理相比,紫云英还田可提升红壤水稻土中有机碳和全氮含量,而单施化肥对其无显著影响。土壤AOA和Clade B基因丰度在各处理间均无明显差异,表明这两类氨氧化微生物对化肥氮和绿肥氮的响应均较弱。然而,单施化肥或紫云英还田配施化肥均可显著提高AOB和Clade A基因丰度,但仅紫云英还田处理对AOB和Clade A基因丰度无显著影响,表明AOB和Clade A对化肥氮更敏感,而对绿肥氮的响应相对较小。此外,所有氨氧化微生物丰度均呈成熟期、孕穗期、分蘖期依次降低的趋势,表明水稻的生长和氧气浓度是影响氨氧化微生物生长的重要因素。综上所述,生育期是影响水稻土壤氨氧化微生物丰度的关键因素,但在同一生育期,紫云英还田对AOB和Clade A丰度的提升作用远低于化肥,绿肥可能更有利于氮素的保留和稳定。 展开更多
关键词 红壤水稻土 绿肥 氨氧化古菌 氨氧化细菌 完全氨氧化菌
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污水处理系统中全程氨氧化细菌的研究进展 被引量：1
8
作者 赫梓轩 陈诗 +2 位作者 徐一峰 梁川州 彭来 《中国环境科学》 北大核心 2025年第5期2546-2557,共12页
完全氨氧化细菌(comammox)的发现为污水处理系统硝化工艺提质增效提供了全新思路.它的代谢途径与功能基因具备实现污水高效脱氮减碳的潜力.但如何实现comammox的高效富集尚无定论,comammox在硝化工艺运行中对氨氮去除与氧化亚氮(N_(2)O... 完全氨氧化细菌(comammox)的发现为污水处理系统硝化工艺提质增效提供了全新思路.它的代谢途径与功能基因具备实现污水高效脱氮减碳的潜力.但如何实现comammox的高效富集尚无定论,comammox在硝化工艺运行中对氨氮去除与氧化亚氮(N_(2)O)产生的贡献有待进一步探究.综述了高效富集comammox的技术手段,并探讨了环境底物浓度、溶解氧、运行工艺和温度等因素对comammox选择性富集的影响.以氯酸盐作为comammox的专性抑制剂,结合1-辛炔,构建双抑制剂实验体系,能够阐明污水处理系统内comammox的硝化贡献与N_(2)O释放能力. 展开更多
关键词 完全氨氧化细菌(comammox) 硝化作用 污水处理 N_(2)O
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弱酸性条件游离亚硝酸耦合氨氧化细菌强化降解磺胺甲恶唑
9
作者 冯梓恒 王秉政 +4 位作者 田晓宇 胡昊星 方佳丽 仲慧赟 李激 《中国环境科学》 北大核心 2025年第9期5213-5226,共14页
探究了不同活性氮中间体(RNIs)(NO、NH_(2)OH、游离亚硝酸(FNA))对磺胺甲恶唑(SMX)的转化及弱酸性条件下FNA对氨氧化细菌(AOB)去除SMX(1~5mg/L)的影响.结果表明,FNA对SMX具有明显去除作用,pH值是最显著影响因素.弱酸性条件(pH=6~7)下,FN... 探究了不同活性氮中间体(RNIs)(NO、NH_(2)OH、游离亚硝酸(FNA))对磺胺甲恶唑(SMX)的转化及弱酸性条件下FNA对氨氧化细菌(AOB)去除SMX(1~5mg/L)的影响.结果表明,FNA对SMX具有明显去除作用,pH值是最显著影响因素.弱酸性条件(pH=6~7)下,FNA耦合AOB共代谢对SMX的去除率达80.0%,且未对氨氧化效率产生显著影响;胞外聚合物(EPS)含量呈先升后降趋势;氨单加氧酶(AMO)含量受到轻微抑制,羟胺氧化还原酶(HAO)含量则先减后增;AOB菌属Nitrosomonas的丰度由56.4%降至0.7%,而后恢复至14.7%,Comamonas、Thermomonas的丰度也显著增加,有利于氨氧化性能的维持与SMX的去除. 展开更多
关键词 氨氧化细菌 共代谢 游离亚硝酸 磺胺甲恶唑 强化降解
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铁氨氧化工艺的脱氮驱动机制及影响因素研究进展
10
作者 张馨蕾 刘文如 《工业水处理》 北大核心 2025年第5期1-11,共11页
铁氨氧化(Feammox)作为一种新型废水处理工艺,因厌氧耗能低、无需添加有机碳源及污泥产量较低等优势引发广泛关注。在简要概述Feammox发现过程、反应机理和功能菌群的基础上,重点对微生物接触、电子穿梭体以及纳米铁等直接驱动方式以及... 铁氨氧化(Feammox)作为一种新型废水处理工艺,因厌氧耗能低、无需添加有机碳源及污泥产量较低等优势引发广泛关注。在简要概述Feammox发现过程、反应机理和功能菌群的基础上,重点对微生物接触、电子穿梭体以及纳米铁等直接驱动方式以及生物炭介导和微生物利用氧气介导等间接驱动方式的Feammox驱动过程及内在机制进行解析;随后概括了pH、氧化还原电位(ORP)、温度、溶解氧、铁源、氨氮浓度、铁浓度、有机物含量和C/N等因素对Feammox反应的影响特性;最后,总结分析了Feammox脱氮技术在实际工艺应用中存在的障碍,并对该工艺未来发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 铁氨氧化(Feammox) 铁氨氧化菌 脱氮工艺 驱动机制
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AOB与AnAOB在不同生物填料上挂膜效果的研究 被引量：10
11
作者 李鸿江 王超 +2 位作者 徐晓晨 杨凤林 张树深 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期4141-4149,共9页
针对厌氧氨氧化工艺运行过程中污泥流失严重与启动时间长等问题,本研究通过对多种市售生物填料的挂膜实验,筛选适合好氧氨氧化菌与厌氧氨氧化菌挂膜的生物填料.结果表明,当活性污泥中的好氧氨氧化菌菌属为Nitrosomonas时,AQ1聚氨酯立方... 针对厌氧氨氧化工艺运行过程中污泥流失严重与启动时间长等问题,本研究通过对多种市售生物填料的挂膜实验,筛选适合好氧氨氧化菌与厌氧氨氧化菌挂膜的生物填料.结果表明,当活性污泥中的好氧氨氧化菌菌属为Nitrosomonas时,AQ1聚氨酯立方体填料最适合其挂膜,挂膜成熟时好氧氨氧化速率可以达到(0.81±0.08)mg N/(L·h),挂膜生物量为(0.87±0.14)mg VSS.而更适合厌氧氨氧化菌(Candidatus Kuenenia)挂膜的生物填料为K3环形填料,材质为聚乙烯或者聚丙烯.当厌氧氨氧化菌挂膜成熟时,其厌氧氨氧化速率可以达到(3.27±0.10)mg N/(L·h),挂膜生物量为(2.74±0.40)mg VSS.厌氧氨氧化菌在K3型填料上的挂膜要优于好氧氨氧化菌,其原因是厌氧氨氧化菌分泌的胞外聚合物含量要高于好氧氨氧化菌,而胞外聚合物是形成生物膜的重要因素. 展开更多
关键词 好氧氨氧化菌 厌氧氨氧化菌 生物填料 生物膜 胞外聚合物
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AOB去除炔雌醇的共代谢与硝基化协同作用 被引量：3
12
作者 王丽丽 姜晓满 李安婕 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期5246-5252,共7页
采用氨氧化菌Nitrosomonas europaea降解17α-乙炔雌二醇(EE2),考察降解过程中氨氮的作用以及EE2的降解机制.结果表明,N.europaea降解EE2属于共代谢过程,氨氮是共代谢发生的必要条件.氨氧化过程产生的亚硝氮会在酸性条件下将EE2硝基化,... 采用氨氧化菌Nitrosomonas europaea降解17α-乙炔雌二醇(EE2),考察降解过程中氨氮的作用以及EE2的降解机制.结果表明,N.europaea降解EE2属于共代谢过程,氨氮是共代谢发生的必要条件.氨氧化过程产生的亚硝氮会在酸性条件下将EE2硝基化,反应符合一级动力学模型,降解速率常数与亚硝酸根、H^+及游离亚硝酸浓度成正相关.通过控制pH值大于7.5抑制硝基化反应,证实了N.europaea对EE2的生物降解作用,生物降解反应符合一级动力学模型且降解速率常数为0.0069h^-1.当N.europaea氨氧化反应导致pH值低于7.5时,EE2的去除存在生物降解和硝基化的协同作用,EE2去除符合一级动力学模型且降解速率常数为0.0093h^-1.同时还发现一种未曾报道过的EE2生物降解产物M613,对于其雌激素效应和毒性还需进一步探究. 展开更多
关键词 氨氧化细菌 17α-乙炔雌二醇(EE2) 共代谢 硝基化
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CARD-FISH研究食细菌线虫对氨氧化细菌(AOB)数量的影响 被引量：3
13
作者 肖海峰 李大明 +5 位作者 陈小云 刘满强 郑金伟 焦加国 胡锋 李辉信 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第20期5413-5421,共9页
土壤动物与微生物的取食与反馈之间的关系是土壤生态学研究的核心内容之一。通过接种原位的食细菌线虫和微生物群落模拟土壤真实环境,采用CARD-FISH方法来观察食细菌线虫的不同取食密度下,氨氧化细菌(ammonia oxidizing bacteria)数量... 土壤动物与微生物的取食与反馈之间的关系是土壤生态学研究的核心内容之一。通过接种原位的食细菌线虫和微生物群落模拟土壤真实环境,采用CARD-FISH方法来观察食细菌线虫的不同取食密度下,氨氧化细菌(ammonia oxidizing bacteria)数量的动态变化,以揭示土壤食细菌线虫对AOB数量的影响及AOB的反馈强度。结果表明:与单独接种细菌的处理(SB)相比,接种食细菌线虫显著地增加了土壤中AOB的数量,3个不同线虫接种密度处理中AOB数量表现为接种20条g-1干土的处理(SBN20)>接种10条g-1干土的处理(SBN10)>接种40条g-1干土的处理(SBN40)。由于过度取食,SBN40处理中AOB的数量在培养了14d后低于SB处理,且在第28天时显著低于SB处理。接种食细菌线虫显著增加了土壤中NH4+-N和NO3-N的含量,表明食细菌线虫促进了N的矿化和硝化作用。矿化作用增强使得硝化作用的底物NH4+-N显著增加可能是AOB数量显著增多的重要原因之一。 展开更多
关键词 CARD-FISH 氨氧化细菌数量(aob) 食细菌线虫 无机氮
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农田土壤好氧氨氧化和甲烷氧化交互作用机制的研究进展 被引量：3
14
作者 潘红 李江叶 +4 位作者 冯浩杰 娄燕宏 杨全刚 王会 诸葛玉平 《西北农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期201-207,共7页
从农田土壤生态系统中硝化和甲烷氧化的研究意义、氨氧化和甲烷氧化的功能微生物演替规律,以及二者交互作用机制三个方面综述了现阶段取得的主要研究成果,并进一步阐述了土壤碳氮元素生物地球化学循环机制研究的科学问题和面临的挑战。... 从农田土壤生态系统中硝化和甲烷氧化的研究意义、氨氧化和甲烷氧化的功能微生物演替规律,以及二者交互作用机制三个方面综述了现阶段取得的主要研究成果,并进一步阐述了土壤碳氮元素生物地球化学循环机制研究的科学问题和面临的挑战。未来研究应充分利用学科交叉,结合宏观结果和土壤微观动态过程,揭示土壤中不可培养微生物代谢能力及其在土壤生物地球化学循环中的重要作用,逐步实现对土壤生态过程的预测和调控。 展开更多
关键词 氨氧化 甲烷氧化 交互作用 氨氧化细菌(aob) 氨氧化古菌(AOA) 甲烷氧化菌(MOB)
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亚热带森林转换对土壤氮转化关键功能微生物群落的影响 被引量：2
15
作者 刘婷 雷志刚 +3 位作者 陈述 吴小红 欧阳子都 闫文德 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期3636-3647,共12页
近年来,由于林地开发和商品林建设等原因,我国亚热带地区大量天然林和次生林经皆伐改造为林分结构简单、树种单一的人工林。氮(N)素是维持森林植被生长和系统初级生产力的重要因子,土壤微生物驱动了森林土壤N转化的关键过程。然而,目前... 近年来,由于林地开发和商品林建设等原因,我国亚热带地区大量天然林和次生林经皆伐改造为林分结构简单、树种单一的人工林。氮(N)素是维持森林植被生长和系统初级生产力的重要因子,土壤微生物驱动了森林土壤N转化的关键过程。然而,目前亚热带森林转换对土壤N转化微生物群落的影响仍不清晰。以湖南芦头森林生态系统国家定位观测研究站内典型次生林(CS)及由其转换而成的油茶(YC)、黄桃(HT)、杨梅(YM)和杉木(SM)四种人工林为研究对象,采用实时荧光定量PCR和高通量测序等方法,研究了各林分土壤性质、固N菌和氨氧化微生物功能基因丰度、群落特征及相互关系,旨在探讨亚热带森林转换后土壤N转化关键过程(固N和氨氧化作用)的功能微生物群落变化及驱动因素。结果表明:森林转换显著改变了土壤碳(C)、N含量,降低了土壤nifH基因丰度、固N菌和氨氧化细菌的群落α多样性,但提高了氨氧化微生物amoA基因丰度和氨氧化古菌的群落α多样性;并且,森林转换通过改变各功能微生物优势菌群(如变形菌、蓝细菌、泉古菌和奇古菌等)的相对丰度,显著影响了土壤固N菌和氨氧化微生物的群落组成;冗余分析和结构方程模型表明,土壤有机碳、全氮、铵态氮含量和pH是驱动土壤固N菌和氨氧化微生物群落变化的关键因素。森林转换后,合理的施肥方式有利于人工林土壤固N菌和氨氧化微生物的群落恢复。研究结果为转换后单一人工林土壤养分恢复、生产力的提高和可持续经营提供了科学依据。 展开更多
关键词 森林转换 土壤氮转化 固氮菌 氨氧化古菌 氨氧化细菌
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改性载体厌氧氨氧化生物膜在浅层地下水修复中脱氮效能的模拟研究 被引量：2
16
作者 王俊杰 杨津津 +7 位作者 李绍康 侯军华 常根旺 钟根茂 邓明涛 薛毅恒 李翔 白顺果 《环境科学研究》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1965-1974,共10页
为探究厌氧氨氧化菌(AnAOB)在模拟地下水环境条件下脱氮性能的研究,以人工配水为进水,采用可渗透反应墙(PRB)作为模拟装置,使用纳米零价铁(nZVI)改性生物炭(BC)(nZVI@BC)厌氧氨氧化菌(AnAOB)生物膜作为填料,设置装置模拟温度从高温(33℃... 为探究厌氧氨氧化菌(AnAOB)在模拟地下水环境条件下脱氮性能的研究,以人工配水为进水,采用可渗透反应墙(PRB)作为模拟装置,使用纳米零价铁(nZVI)改性生物炭(BC)(nZVI@BC)厌氧氨氧化菌(AnAOB)生物膜作为填料,设置装置模拟温度从高温(33℃)降至实验室室温(21℃)的过程,探究降温过程中AnAOB生物膜填料对PRB装置脱氮性能的影响。结果表明:①PRB装置经过71 d的模拟运行,nZVI@BC载体AnAOB生物膜的PRB装置总氮(TIN)去除率达到82%,明显优于空白组(59.27%),且AnAOB生物膜脱氮贡献率占22.73%。②随着温度的变化,AnAOB生物膜的红色逐渐变淡,且生物膜污泥逐渐流失。③微生物群落结构表明,微生物多样性下降,优势物种在富集。从门水平上看,绿弯菌门(Chloroflexi)的相对丰度提升,逐步成为优势菌门,而浮霉菌门(Planctomycetota)和变形菌门(Proteobacteria)的相对丰度则降低。从属水平上来看,AnAOB优势属Candidatus Brocadia的相对丰度逐步提升,Candidatus Kuenenia的相对丰度则降低。研究显示,nZVI@BC载体AnAOB生物膜填料组成的生物膜微生物系统在PRB装置降温过程中维持稳定,同时AnAOB生物膜群落结构随降温过程的变化而变化,以应对降温过程中带来的不利影响。 展开更多
关键词 氨氮(NH_(4)^(+)-N) 厌氧氨氧化菌(Anaob) 填料 温度 微生物多样性 可渗透反应墙(PRB)
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高效氨氧化细菌筛选优化及其应用研究 被引量：2
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作者 刘勇 江兴龙 +1 位作者 黄秋溶 杨若兰 《海洋与湖沼》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1236-1244,共9页
为了实现水产养殖水质或尾水中氨氮的高效快速降解,开展了氨氧化细菌的筛选优化及其在养殖尾水处理中的应用研究。从池塘活性淤泥中,主要通过应用格里斯试剂显色反应筛选得到一株具有异养硝化作用的氨氧化细菌NH-1,开展了16S rDNA分子... 为了实现水产养殖水质或尾水中氨氮的高效快速降解,开展了氨氧化细菌的筛选优化及其在养殖尾水处理中的应用研究。从池塘活性淤泥中,主要通过应用格里斯试剂显色反应筛选得到一株具有异养硝化作用的氨氧化细菌NH-1,开展了16S rDNA分子生物学菌种鉴定;药敏和溶血性的安全性试验;氨氮降解条件优化及工厂化养殖尾水应用研究。结果表明,菌株NH-1属于假单胞菌(Pseudomonas sp.);仅对亚胺培南表现出耐药性其他抗生素敏感,且为γ型溶血菌株不产生溶血素;以葡萄糖为碳源、水温24.9°C、pH 8.1、C/N 9.1和接种量0.7%的实验室条件下,水力停留时间24 h对养殖尾水的氨氮降解率为96.3%;工厂化鳗鲡养殖尾水处理应用实验中,水力停留时间24 h对氨氮降解率为95.9%。表明菌株NH-1能安全高效降解水产养殖尾水中的氨氮,具备良好的应用前景。 展开更多
关键词 异养 氨氧化细菌 氨氮 硝化作用 养殖尾水
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南方典型母质发育稻田土壤氨氧化细菌和古菌群落结构特征 被引量：2
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作者 俎诗佩 彭德元 +3 位作者 王振华 刘毅 秦红灵 张俊忠 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期548-556,共9页
依托中国科学院桃源农业生态试验站水稻土易地置土长期定位试验,以广东英利(YL,发育于玄武岩风化物)、江西鹰潭(YT,发育于第四纪红黏土)和湖南桃源古市(TYG,发育于河流冲积物)3种母质发育稻田土壤为供试土壤,采用常规土壤农化分析方法测... 依托中国科学院桃源农业生态试验站水稻土易地置土长期定位试验,以广东英利(YL,发育于玄武岩风化物)、江西鹰潭(YT,发育于第四纪红黏土)和湖南桃源古市(TYG,发育于河流冲积物)3种母质发育稻田土壤为供试土壤,采用常规土壤农化分析方法测得3种土壤的理化性质、硝化速率,并结合实时荧光定量PCR技术和Illumina MiSeq测序技术,分析了土壤氨氧化古菌(AOA)和氨氧化细菌(AOB)种群丰度及群落结构的异同。结果表明:土壤硝化速率除分蘖期外,均表现为:YT>YL>TYG。YL与YT土壤中AOA数量占主导地位,AOA/AOB比值分别在0.72~3.05、0.98~1.52;TYG土壤中AOB数量占主导地位,AOA/AOB比值在0.21~0.75。群落组成方面,不同母质土壤间AOA、AOB群落结构差异显著,3种土壤AOA优势菌属各不相同,AOB优势菌属均为Nitrosospira。冗余分析表明,pH和可溶性有机碳是造成AOA、AOB群落结构差异的核心因子。综上,在环境背景均统一的前提下,不同母质发育稻田土壤理化性质之间依旧存在差异,这种差异影响着氨氧化微生物AOA、AOB的丰度以及群落结构。 展开更多
关键词 土壤母质 稻田土壤 氨氧化细菌 氨氧化古菌
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氮源添加对重金属污染土壤氨氧化微生物的影响 被引量：1
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作者 于方明 袁月 +2 位作者 曾梦 唐舒婷 李艺 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期771-780,共10页
矿业活动导致矿区土壤养分流失、土地退化,土壤生态系统敏感且脆弱,恢复过程复杂。其中土壤氮素缺乏是限制该生态系统恢复的主要因子之一。为探讨矿区土壤氮素恢复机制,以广西柳州泗顶矿区重金属污染土壤为研究对象,通过土壤培养实验,... 矿业活动导致矿区土壤养分流失、土地退化,土壤生态系统敏感且脆弱,恢复过程复杂。其中土壤氮素缺乏是限制该生态系统恢复的主要因子之一。为探讨矿区土壤氮素恢复机制,以广西柳州泗顶矿区重金属污染土壤为研究对象,通过土壤培养实验,采用高通量测序结合荧光定量PCR技术,系统研究了氯化铵(38.114 g∙m^(-1)∙a^(-1)(高浓度)、9.54 g∙m^(-1)∙a^(-1)(低浓度))和尿素(21.43 g∙m^(-1)∙a^(-1)(高浓度)、5.36 g∙m^(-1)∙a^(-1)(低浓度))在不同添加频次(添加12次∙年-1(高频率)和2次∙年-1(低频率))下,对土壤氨氧化古菌(AOA)和氨氧化细菌(AOB)丰度、多样性和群落组成的影响。结果表明,各施氮模式下,amoA-AOB基因丰度显著高于amoA-AOA基因丰度,其丰度范围为(1.56×10^(7)±0.01×10^(7))-(3.58×10^(7)±0.03×10^(7))copies·g^(-1)(氯化铵)和(5.31×10^(7)±0.02×10^(7))-(14.85×10^(7)±0.04×10^(7))copies·g^(-1)(尿素)。AOA群落的ACE、Shannon和Simpson指数均值分别是AOB群落的13.2、1.41和0.627倍,AOA的α-多样性更容易受到不同施氮处理的影响。AOA在门水平上的优势菌门为奇古菌门(Thaumarchaeota)和泉古菌门(Crenarchaeota);在属水平上的优势菌属为亚硝基球菌属(Nitrososphaera)。AOB在门水平上的优势菌门为变形菌门(Proteobacteria);在属水平上的优势菌属为亚硝化螺菌属(Nitrosospira)和亚硝化弧菌属(Nitrosovibrio)。相关性分析表明土壤有效磷是影响amoA-AOB基因丰度的关键因素(p<0.01)。冗余分析表明,微生物量氮是引起AOA群落组成改变的主要因子;而土壤脲酶活性是引起AOB群落组成改变的主要因子。添加氯化铵和尿素使土壤氨氧化潜势和总硝化潜势增加,分别是对照的1.15-3.03倍和2.15-8.55倍,AOB主导土壤中的氨氧化和硝化过程。研究为明确矿区土壤氮循环变化规律,重建矿区土壤氮库提供了理论依据。 展开更多
关键词 氯化铵 尿素 氨氧化细菌 氨氧化古菌 amoA基因丰度
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有机物对ANAMMOX性能及微生物影响的研究进展 被引量：2
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作者 骆子琛 李星燃 王建芳 《工业水处理》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期39-47,共9页
厌氧氨氧化工艺(ANAMMOX)是高效低耗的可持续生物脱氮技术,但厌氧氨氧化菌(AnAOB)世代周期长、对环境因子敏感,有机物作为污水中最常见的物质,对ANAMMOX脱氮有较为复杂的影响。综述了有机物类型、有机物浓度对ANAMMOX脱氮性能及对功能... 厌氧氨氧化工艺(ANAMMOX)是高效低耗的可持续生物脱氮技术,但厌氧氨氧化菌(AnAOB)世代周期长、对环境因子敏感,有机物作为污水中最常见的物质,对ANAMMOX脱氮有较为复杂的影响。综述了有机物类型、有机物浓度对ANAMMOX脱氮性能及对功能微生物的影响并探讨了原因。有机物分子质量越小、结构越简单,对厌氧氨氧化细菌的影响越显著。在低有机物浓度条件下,AnAOB具有利用简单有机物的多样代谢途径。适当的C/N可促进反硝化菌与AnAOB协同共生,在一定程度上促进AnAOB生长。高浓度有机物易导致反硝化菌占优势,与AnAOB竞争基质,甚至会改变AnAOB正常的代谢途径。醇类对AnAOB有较强的不可逆抑制作用,抗生素和酚类的抑制效果往往是可逆的。Candidatus Brocadia和Candidatus Jettenia对有机物具有相对较好的适应性。理解有机物对AnAOB的影响,可为ANAMMOX的工艺设计和工程应用提供重要参考。 展开更多
关键词 厌氧氨氧化菌 有机物 代谢途径 微生物种类
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