自组装膜进样质谱系统及其在砂质沉积物异化硝酸盐还原研究中的应用 被引量：5

1

作者 谢成军 宋国栋 +2 位作者 刘素美 唐继尧 张桂玲 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期22-29,共8页

沉积物中的异化硝酸盐还原过程对于海洋氮循环起着至关重要的作用。基于15N标记的培养技术是目前测定沉积物异化硝酸盐还原的主要手段。准确快速测定15N标记的产物(29N2、 30N2)是量化异化硝酸盐还原各个过程速率的关键。本研究自行组... 沉积物中的异化硝酸盐还原过程对于海洋氮循环起着至关重要的作用。基于15N标记的培养技术是目前测定沉积物异化硝酸盐还原的主要手段。准确快速测定15N标记的产物(29N2、 30N2)是量化异化硝酸盐还原各个过程速率的关键。本研究自行组装膜进样质谱系统用于29N2和30N2的测定,对其测量条件进行了优化。结果表明,进样蠕动泵进样流速0.80 mL/min,进样时间3~3.5 min,恒温槽温度20~25℃,同时铜还原炉温度在300~600℃的条件下,^29N2/^28N2和^30N2/^28N2的测试精密度分别可以控制在0.1%和1%以内,比较适合29N2和30N2的测定。利用自组装的膜进样质谱系统结合15N标记的培养技术研究了青岛石老人沙滩沉积物中的异化硝酸盐还原过程。石老人沙滩沉积物不存在将硝酸盐完全还原为氮气好氧的反硝化。厌氧铵氧化、厌氧反硝化和异化硝酸盐还原为铵(Dissimilatory Nitrate Reduction to Ammonium,DNRA)的潜在速率(以湿沉积物N计)分别为(0.05±0.01) nmol/(cm^3·h),(2.32±0.21) nmol/(cm^3·h)和(1.02±0.15) nmol/(cm^3·h)。厌氧反硝化是硝酸盐异化还原主要的贡献者,其比例接近70%,其次是DNRA,比例可达30%,而厌氧铵氧化的贡献最低,仅为1%。在N2产生过程中,主要贡献者是反硝化,厌氧铵氧化的贡献仅为2%。 展开更多

关键词 膜进样质谱 砂质沉积物 反硝化 厌氧铵氧化 异化硝酸盐还原为铵

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废水处理中异化硝酸盐还原为铵的研究进展 被引量：16

2

作者 万雨轩 王鑫 《土木与环境工程学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2021年第6期134-144,共11页

废水处理过程中涉及多种氮转化途径,其中,异化硝酸盐还原为铵(Dissimilatory Nitrate Reduction to Ammonium,DNRA)能够将NO^(-)_(3)/NO-2转化为NH^(+)_(4),是氮素转化的重要一环。概述了DNRA过程的两步反应机理以及涉及的微生物,着重... 废水处理过程中涉及多种氮转化途径,其中,异化硝酸盐还原为铵(Dissimilatory Nitrate Reduction to Ammonium,DNRA)能够将NO^(-)_(3)/NO-2转化为NH^(+)_(4),是氮素转化的重要一环。概述了DNRA过程的两步反应机理以及涉及的微生物,着重讨论了废水处理中影响DNRA过程的潜在因素,包括溶解氧、碳源种类、氮源种类、碳氮比、温度、pH值以及废水成分等,总结分析了各种因素如何调控DNRA与反硝化过程对硝态氮的竞争,并对废水处理中DNRA过程的两种主要分析手段进行了介绍。综述了DNRA过程在废水处理中的发生机制及其贡献,对未来DNRA过程的深入研究及废水中氮的去除或回收具有重要意义。 展开更多

关键词 异化硝酸盐还原 废水处理 氮回收 同位素示踪

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土壤铁对厌氧砷氧化耦合硝酸盐还原过程的影响 被引量：1

3

作者 牛汝苗 杨光 +4 位作者 高一帆 梁露予 潘丹丹 黄国勇 李晓敏 《中国环境科学》 北大核心 2025年第3期1456-1464,共9页

为探究土壤铁对厌氧砷氧化耦合硝酸盐还原过程的作用机制,选取土壤有机质含量相近但铁含量不同的两种稻田土壤,设置对照、+NO_(3)^(-)、+As(Ⅲ)和+As(Ⅲ)+NO_(3)^(-)处理开展厌氧培养实验,研究As/N/Fe及微生物群落的变化.结果表明,厌氧... 为探究土壤铁对厌氧砷氧化耦合硝酸盐还原过程的作用机制,选取土壤有机质含量相近但铁含量不同的两种稻田土壤,设置对照、+NO_(3)^(-)、+As(Ⅲ)和+As(Ⅲ)+NO_(3)^(-)处理开展厌氧培养实验,研究As/N/Fe及微生物群落的变化.结果表明,厌氧条件下硝酸盐还原驱动砷氧化过程,低铁和高铁土壤中砷氧化率分别为35.3%和43.0%,高铁土壤的磷酸提取态和草酸提取态砷占比显著高于低铁土壤;As(Ⅲ)的存在减慢NO_(3)^(-)还原,减少NO_(2)^(-)和N_(2)O的积累,促进NH_(4)^(+)的生成,高铁土壤的反硝化和异化硝酸盐还原产铵过程比低铁土壤快;硝酸盐和As(Ⅲ)的存在降低土壤溶解态和吸附态Fe(Ⅱ)的浓度,提高吸附态总铁的浓度,并改变微生物群落的组成和丰度,Bacillus、Clostridium和Planococcaceae在硝酸盐还原及砷氧化过程中占主导.因此,当土壤吸附态铁高时,能加速砷氧化耦合反硝化/异化硝酸盐还原产铵过程,并促进土壤铁氢氧化物对As(Ⅲ)和As(V)的固定.上述研究发现可为淹水期稻田土壤砷转化的铁氮元素调控提供科学依据. 展开更多

关键词 铁氧化还原 反硝化 异化硝酸盐还原成铵 微生物群落 砷氧化固定

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硝酸盐异化还原为铵耦合厌氧氨氧化处理含氮废水 被引量：4

4

作者 赵硕 汪超 +1 位作者 杨蒙 乔森 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期4389-4399,共11页

为探究厌氧氨氧化(Anammox)细菌同时去除废水中铵(NH_(4)^(+))和硝酸盐(NO_(3)^(-))的可行性及长期去除效果,基于Anammox菌的内源硝酸盐异化还原为铵过程,进行了批式实验、抑制剂实验、同位素实验以及长期反应器实验.结果表明,在MLVSS为... 为探究厌氧氨氧化(Anammox)细菌同时去除废水中铵(NH_(4)^(+))和硝酸盐(NO_(3)^(-))的可行性及长期去除效果,基于Anammox菌的内源硝酸盐异化还原为铵过程,进行了批式实验、抑制剂实验、同位素实验以及长期反应器实验.结果表明,在MLVSS为4500mg/L的批式实验中,经12h反应后NH_(4)^(+)和NO_(3)^(-)被同时去除并生成了N_(2),总氮去除率为93.49%.在乙炔(抑制Anammox反应中铵和一氧化氮生成肼的过程)抑制实验中,检测到17.01mg N/L的NH_(4)^(+),Anammox菌对于NO_(3)^(-)去除的贡献率为85.88%.当加入青霉素G(抑制异养反硝化菌活性)后,NO_(3)^(-)仍可以被去除.在^(14)NH_(4)^(+)和^(15)NO_(3)^(-)同位素示踪实验中一直能够检测到^(29)N_(2)和^(3)0N_(2)的生成,前者是后者含量的1.41倍.在长期实验中,反应器稳定运行阶段平均出水NH_(4)^(+)和NO_(3)^(-)浓度分别为1.18和2.86mg N/L,平均总氮去除率为92.26%.由此可见,Anammox菌通过内源硝酸盐异化还原为铵耦合常规Anammox过程,可以长期稳定地同时去除废水中NH_(4)^(+)和NO_(3)^(-). 展开更多

关键词 厌氧氨氧化 硝酸盐异化还原为铵 铵 硝酸盐

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废水处理硝酸盐异化还原与厌氧氨氧化/反硝化耦合工艺构建 被引量：1

5

作者 赵瑞强 周鑫 牛冰心 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1593-1605,共13页

采用厌氧膨胀颗粒污泥床反应器(EGSB)处理含COD、氨氮和硝氮的模拟废水,旨在高浓度有机废水处理系统中快速构建厌氧氨氧化(Anammox)运行工艺。通过接种少量Anammox污泥和逐步提高氨氮浓度的操作方式,在连续运行58d后,系统成功启动Anammo... 采用厌氧膨胀颗粒污泥床反应器(EGSB)处理含COD、氨氮和硝氮的模拟废水,旨在高浓度有机废水处理系统中快速构建厌氧氨氧化(Anammox)运行工艺。通过接种少量Anammox污泥和逐步提高氨氮浓度的操作方式,在连续运行58d后,系统成功启动Anammox反应,此时的总氮和COD去除率稳定在97%和98%以上。物料衡算显示,Anammox反应途径对氮的去除贡献逐渐增加,硝酸盐异化还原(DNRA)耦合Anammox和反硝化共同促进了系统的同步脱氮除碳。对微生物群落分析发现,Candidatus Kuenenia相对丰度由0.27%快速升高至35.87%,DNRA菌(Ignavibacterium、Thermogutta)及反硝化菌(Azospira、Gp3)在体系内共存。通过基因注释法,检测出了Anammox、DNRA、硝酸盐还原及亚硝酸盐还原关键基因。运行过程中,颗粒污泥颜色变红且粒径增大;胞外聚合物(EPS)分析表明多糖(PS)和蛋白质(PN)含量增加而PN/PS下降;三维荧光光谱发现腐殖酸类物质增多。研究结果为高浓度有机含氮废水高效处理提供了一种新的工艺途径。 展开更多

关键词 膨胀颗粒污泥床反应器 高浓度有机含氮废水 硝酸盐异化还原 厌氧氨氧化 反硝化 耦合脱氮

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沉积物硝酸盐异化还原过程的温度敏感性与影响因素--以长江口青草沙水库为例 被引量：15

6

作者 胡晓婷 程吕 +3 位作者 林贤彪 刘敏 陆敏 侯立军 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期2624-2632,共9页

水生态环境中硝酸盐异化还原过程反硝化、厌氧氨氧化和硝酸盐异化还原成铵(DNRA),对氮循环起着重要作用.采用泥浆培养实验,并结合^(15)N同位素示踪技术对长江口青草沙水库沉积物硝酸盐异化还原过程的温度敏感性及影响因子进行了研究.结... 水生态环境中硝酸盐异化还原过程反硝化、厌氧氨氧化和硝酸盐异化还原成铵(DNRA),对氮循环起着重要作用.采用泥浆培养实验,并结合^(15)N同位素示踪技术对长江口青草沙水库沉积物硝酸盐异化还原过程的温度敏感性及影响因子进行了研究.结果表明,原位温度10℃时沉积物中反硝化、厌氧氨氧化和DNRA速率分别是0.18~6.86、0.26~3.16和0.09~0.25μmol N/(kg·h).当培养温度升高到20℃和30℃时,反硝化速率分别是0.43~6.22和0.68~6.56μmol N/(kg·h),平均比10℃时升高了15.7%和21.6%;厌氧氨氧化速率分别是0.61~3.2和0.77~3.54μmol N/(kg·h),平均比10℃时升高了27.8%和42.6%;DNRA速率分别是0.09~0.23和0.1~0.18μmol N/(kg·h),均比10℃时降低了4.2%.沉积物厌氧氨氧化对温度最为敏感,其次是反硝化,均随温度升高而增大;而DNRA最不敏感,随温度升高而减小.相关性分析结果发现有机碳、氨氮、二价铁和硫化物是影响硝酸盐异化还原的主要环境因子.反硝化和厌氧氨氧化硝酸盐还原的贡献分别是34%~71%和28%~49%,而DNRA为2%~17%.青草沙水库沉积物反硝化和厌氧氨氧化过程每年可去除活性氮大约为3.25×10~3t和1.68×10~3t,约占库区输入氮的54.17%. 展开更多

关键词 同位素示踪 硝酸盐异化还原 温度敏感性 沉积物 青草沙水库

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氧化还原电位和pH对生物滞留系统硝酸盐异化还原为氨作用的影响 被引量：15

7

作者 陈韬 李剑沣 +1 位作者 邹子介 张本 《科学技术与工程》 北大核心 2018年第4期368-373,共6页

试验以模拟生物滞留系统为研究对象,运用^(15)N同位素示踪技术研究土壤不同氧化还原电位(Eh)和p H条件下硝酸盐异化还原为氨(DNRA)作用对氮的去除效果。结果表明:在土壤Eh为225~100 m V、0^-120 m V和-225^-340 m V条件下,随着Eh的降低... 试验以模拟生物滞留系统为研究对象,运用^(15)N同位素示踪技术研究土壤不同氧化还原电位(Eh)和p H条件下硝酸盐异化还原为氨(DNRA)作用对氮的去除效果。结果表明:在土壤Eh为225~100 m V、0^-120 m V和-225^-340 m V条件下,随着Eh的降低,硝酸盐异化还原为氨(DNRA)作用增强;生物滞留系统中同时存在反硝化反应和DNRA作用,在0^-120 m V区间,更有利于反硝化作用的发生;在-225^-340 m V区间,更有利于DNRA作用的发生;生物滞留系统土壤p H为5~7的条件下,DNRA作用效果随着p H的增加而增强;在p H为7~9时,DNRA作用效果随着p H的增加而减弱;表明DNRA作用易在中性偏碱性的环境下发生。 展开更多

关键词 ^15N 同位素示踪 氧化还原电位(Eh) PH 生物滞留 硝酸盐异化还原为氨(DNRA) 反硝化

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活性污泥中硝酸盐异化还原为铵的影响因素研究 被引量：3

8

作者 万琼 郝婧羽 +4 位作者 张新艳 鞠恺 王文静 任迎春 黄鑫 《河南科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第5期98-104,M0008,共8页

针对活性污泥系统中硝酸盐异化还原为铵(DNRA)导致系统脱氮效率降低的问题,通过长期驯化培养试验、批式试验和高通量测序,考察水力停留时间(HRT)、硫离子(S^(2-))的投加和流态对活性污泥中DNRA氨化的影响。研究结果表明:间歇流条件下,当... 针对活性污泥系统中硝酸盐异化还原为铵(DNRA)导致系统脱氮效率降低的问题,通过长期驯化培养试验、批式试验和高通量测序,考察水力停留时间(HRT)、硫离子(S^(2-))的投加和流态对活性污泥中DNRA氨化的影响。研究结果表明:间歇流条件下,当HRT由6 h延长至36 h时,DNRA氨化随着HRT的延长而增强,系统中生成氨氮质量浓度由0.43 mg/L逐渐增长至15.98 mg/L;连续流条件下,当HRT由6 h延长至48 h时,系统中生成氨氮质量浓度由2.03 mg/L逐渐增长至20.78 mg/L。投加S^(2-)可有效促进硝酸盐氮转化成氨氮,当向系统投加20 mg/L的S^(2-)时,间歇流和连续流系统出水氨氮质量浓度分别增加了11.58%和24.82%。且连续流下投加S^(2-)后,DNRA功能菌总丰度比投加前提高了22.65%。在改变HRT和进水S^(2-)质量浓度时,连续流系统中硝酸盐氮转化成氨氮比例均普遍高于间歇流系统。 展开更多

关键词 HRT S^(2-) 流态 硝酸盐异化还原为铵

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纳米银对河口潮滩硝酸盐异化还原成铵过程的影响 被引量：1

9

作者 张梦霞 郑艳玲 +7 位作者 尹国宇 董宏坡 韩平 高娟 刘程 常永凯 刘敏 侯立军 《华东师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期68-77,共10页

人类活动会导致纳米银(AgNPs)毒性污染物在河口海岸环境富集,但AgNPs赋存和累积对河口氮转化过程的影响尚不清楚.为此,以长江口作为研究区域,对不同粒径(10 nm、30 nm和100 nm)及不同浓度(0.1 mg/L、5 mg/L和10 mg/L)的AgNPs进行暴露实... 人类活动会导致纳米银(AgNPs)毒性污染物在河口海岸环境富集,但AgNPs赋存和累积对河口氮转化过程的影响尚不清楚.为此,以长江口作为研究区域,对不同粒径(10 nm、30 nm和100 nm)及不同浓度(0.1 mg/L、5 mg/L和10 mg/L)的AgNPs进行暴露实验,探究AgNPs对河口潮滩硝酸盐异化还原成铵(DNRA)的影响.结果表明,添加AgNPs对不同盐度沉积物DNRA速率均产生一定程度的抑制效应,但其抑制率并没有随时间增长而明显增大.受沉积物理化性质的影响,AgNPs对中盐度(8.0‰)沉积物DNRA速率抑制效应总体上高于其余盐度沉积物.沉积物环境中AgNPs的粒径及浓度均是影响其毒性的重要因素:当浓度不超过5 mg/L时,10 nm粒径AgNPs毒性大于30 nm和100 nm粒径,其在不同盐度沉积物中抑制率最高达16.03%、20.27%和15.36%;但当AgNPs浓度为10 mg/L时,30 nm和100 nm粒径的AgNPs对DNRA速率抑制程度明显增大,毒性效应大于10 nm粒径AgNPs,不同盐度沉积物中最大抑制率分别为17.48%、33.18%和26.45%.AgNPs释放的Ag+浓度与DNRA速率的抑制率未存在显著的正相关关系(p>0.05),反映AgNPs释放的Ag+对DNRA存在一定的抑制作用,但并不能完全解释AgNPs的毒性作用特征.研究结果对于客观评价金属纳米材料对河口氮循环的潜在影响具有重要科学意义. 展开更多

关键词 纳米银 硝酸盐异化还原为铵 粒径 盐度 长江口

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嗜碱盐单胞菌X3中异化型硝酸盐还原酶编码基因簇的功能验证及蛋白结构预测 被引量：1

10

作者 王越 李秋芬 张艳 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期33-40,共8页

细菌的氮代谢推动环境的氮循环,硝酸盐还原反应是氮代谢途径中重要步骤之一。本文运用酶活测定、qRTPCR和生物信息学软件分析的方法,对嗜碱盐单胞菌(Halomonas alkaliphila)X3中编码细菌异化型硝酸盐还原酶(Dissimilatory nitrate reduc... 细菌的氮代谢推动环境的氮循环,硝酸盐还原反应是氮代谢途径中重要步骤之一。本文运用酶活测定、qRTPCR和生物信息学软件分析的方法,对嗜碱盐单胞菌(Halomonas alkaliphila)X3中编码细菌异化型硝酸盐还原酶(Dissimilatory nitrate reductase,Nar)不同亚基的基因簇narGYJV进行了功能验证、蛋白结构预测和系统发育分析。研究表明,X3菌株中存在narGYJV基因簇并具有表达活性,测得Nar的酶活为每克蛋白21.415U;预测到的narGYJV编码蛋白功能区域中1～1246氨基酸属于NarG超家族,编码Nar的α亚基;1261～1752氨基酸属于DMSOR-beta-like超家族,编码Nar的β亚基;2061～2279氨基酸编码γ亚基,1802～2018氨基酸编码δ亚基;Nar的二级结构中无规卷曲占37.59%,α螺旋占34.43%,延伸链占18.33%;NarG、NarY和NarV的3D结构与PDB中大肠杆菌(Escherichia coli)的1Q16 3D结构最接近,覆盖率96%～100%。系统发育树显示,菌株X3中NarG与同属菌的遗传距离较近,在不同菌属间虽然功能相似,其同源性较低;NarY与大肠杆菌中的氨基酸序列的同源关系较近,说明异化型硝酸盐还原酶Nar中不同亚基的系统发育地位不同。研究结果表明,Halomonas alkaliphila X3菌株中存在编码Nar的基因簇narGYJV,编码蛋白具有独特的3D结构,不同亚基的系统发育地位不同。研究结果为进一步研究该菌的氮代谢通路选择和调控机制提供了依据。 展开更多

关键词 嗜碱盐单胞菌 异化型硝酸盐还原酶 基因簇narGYJV 3D结构 qRT-PCR 系统发育树

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碳源性质和COD/NO_3^--N对硝酸盐还原途径的影响 被引量：4

11

作者 尹志轩 谢丽 +1 位作者 周琪 毕学军 《工业水处理》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期58-61,共4页

通过批次试验考察了实际工业有机废水的碳源性质和COD/NO_3^--N对硝酸盐还原途径的影响。研究结果表明,木薯酒糟中含有大量的大分子易发酵有机物(如碳水化合物和蛋白质等),更易发生异化硝酸盐还原为铵(DNRA)过程;而葡萄糖合成废水和木... 通过批次试验考察了实际工业有机废水的碳源性质和COD/NO_3^--N对硝酸盐还原途径的影响。研究结果表明,木薯酒糟中含有大量的大分子易发酵有机物(如碳水化合物和蛋白质等),更易发生异化硝酸盐还原为铵(DNRA)过程;而葡萄糖合成废水和木薯酒精废水厌氧出水中,硝酸盐还原途径主要是通过反硝化进行的。虽然基质不同,但COD/NO_3^--N对硝酸盐还原途径的影响却呈现出相同的规律,即随着COD/NO_3^--N增大,反硝化所占的比例逐渐减小,DNRA占的比重逐渐增大。 展开更多

关键词 碳源 COD/NO3^--N 反硝化 异化硝酸盐还原为铵

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太湖潜流带有机质含量对硝酸盐还原途径的影响 被引量：8

12

作者 李勇 单雅洁 +3 位作者 李娜 钱佳宁 冯家成 徐鸿 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期44-51,共8页

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/(cm^(3)·d)... 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/(cm^(3)·d)(平均0.162μg/(cm^(3)·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/(cm^(3)·d)(平均0.220μg/(cm^(3)·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,对湖泊水体碳氮循环和去除具有重要作用。 展开更多

关键词 腐殖酸 反硝化 硝酸盐异化还原成铵 下行流 潜流带 太湖

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还原态硫介导沉积物-水系统硝酸盐还原过程研究 被引量：2

13

作者 陈宇华 鲁汭 +3 位作者 荣鹏 王培 吴振斌 肖恩荣 《生态与农村环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期350-357,共8页

沉积物-水系统中存在着硫元素与反硝化(DN)、硝酸盐异化还原成铵(DNRA)过程的耦合。通过向构建的沉积物-水微宇宙系统依次投加0(N组)、50(L组)和75 mg·L^(-1)(H组)还原态硫,解析各形态氮在上覆水、间隙水和沉积物中的浓度变化与微... 沉积物-水系统中存在着硫元素与反硝化(DN)、硝酸盐异化还原成铵(DNRA)过程的耦合。通过向构建的沉积物-水微宇宙系统依次投加0(N组)、50(L组)和75 mg·L^(-1)(H组)还原态硫,解析各形态氮在上覆水、间隙水和沉积物中的浓度变化与微生物群落结构,以揭示还原态硫对反硝化、硝酸盐异化还原成铵过程的影响。结果显示,还原态硫投加量分别为50和75 mg·L^(-1)时,系统分别有38.02%和33.27%还原态硫被转化为SO_(4)^(2-)。硫氧化作用促进了反硝化的发生,导致L和H组总氮分别比N组减少11%和8%;但是对DNRA过程没有显著影响。此外,具有硫自养反硝化功能的Thiobacillus和Dechloromonas相对丰度之和随着还原态硫浓度增加而上升,N、L和H组两者相对丰度之和分别为5.69%、6.52%和8.70%;而N、L和H组异养硝酸盐还原菌(HNRB)相对丰度分别为0.98%、0.91%和1.05%,其中,DNRA细菌相对丰度均较低(不超过1%),且不受还原态硫浓度的影响。此结果进一步印证了系统中硝酸盐还原以硫自养反硝化过程为主。 展开更多

关键词 还原态硫 反硝化 硝酸盐异化还原成铵 硝酸盐还原

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活性污泥体系中C/N/S对硝酸盐还原过程的影响 被引量：6

14

作者 张鹏程 李晓玲 +4 位作者 王晓婷 张宇浩 张佳颖 刘心怡 张文勃 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期2117-2122,共6页

采用序批式活性污泥反应器(ASBR),通过调整进水C/N和S/N,在活性污泥体系中探究电子受体有限的条件下,不同电子供体(有机物或者S^(2-))对反硝化和硝酸盐氮异化还原成铵(DNRA)过程的影响.结果表明:较高的C/N进水条件,有利于反硝化过程的进... 采用序批式活性污泥反应器(ASBR),通过调整进水C/N和S/N,在活性污泥体系中探究电子受体有限的条件下,不同电子供体(有机物或者S^(2-))对反硝化和硝酸盐氮异化还原成铵(DNRA)过程的影响.结果表明:较高的C/N进水条件,有利于反硝化过程的进行;而较高的S/N进水条件,更有利于DNRA过程的发生;DNRA过程的特征产物NH_(4)^(+)-N,在C/N/S=2:2:3、2:2:4条件下的出水中较明显,其中C/N/S=2:2:4条件下,NH_(4)^(+)-N浓度达到最高为10.65mg/L.说明在电子受体有限时,过量的电子供体可促使反硝化向DNRA过程转变.采用16SrRNA分子生物学技术对不同C/N/S下的微生物菌群结构进行分析,发现与氮还原相关的Proteobacteria、Anaerolineae、Bacteroidia、Actinobacteria等菌群丰度较高,且Actinobacteria菌与DNRA过程相关.不同电子供体环境下氮转移途径的研究可为污水处理过程中碳,氮,硫的同步去除提供指导. 展开更多

关键词 序批式活性污泥反应器(ASBR) 电子供体 反硝化 硝酸盐异化还原为铵(DNRA) C/N/S

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EDTA-2Na/Fe(Ⅱ)对自养生物体系下硝酸盐还原过程的影响 被引量：3

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作者 张文勃 李晓玲 +4 位作者 刘心怡 张佳颖 周俊才 孟雯 张鹏程 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期3149-3155,共7页

采用厌氧序批式生物膜反应器(ASBBR),以固定浓度的硝酸盐和硫酸亚铁为基质,按不同梯度条件添加EDTA-2Na,进行长时间的培养驯化,研究铁盐脱氮的启动过程,同时探究不同EDTA-2Na/Fe(Ⅱ)对铁自养反硝化过程以及硝酸盐异化还原为铵(DNRA)的影... 采用厌氧序批式生物膜反应器(ASBBR),以固定浓度的硝酸盐和硫酸亚铁为基质,按不同梯度条件添加EDTA-2Na,进行长时间的培养驯化,研究铁盐脱氮的启动过程,同时探究不同EDTA-2Na/Fe(Ⅱ)对铁自养反硝化过程以及硝酸盐异化还原为铵(DNRA)的影响.结果表明:经过65d的培养驯化,反应器成功稳定运行.当EDTA-2Na/Fe(Ⅱ)<1.50时,反应器只进行铁自养反硝化过程,NO_(3)^(-)-N去除率最高仅为71.70%;当EDTA-2Na/Fe(Ⅱ)≥1.50时,反应器同时进行铁自养反硝化与DNRA过程,NO_(3)^(-)-N去除率最高为99.70%.值得注意的是,在EDTA-2Na/Fe(Ⅱ)=1.50时,铁自养反硝化速率达到最大值1.63mg/(L·h)的同时,DNRA的产氨量也达到最大值9.75mg/L.Visual MINTEQ模拟结果表明:EDTA-2Na与Fe(Ⅱ)的摩尔比会影响进水中EDTA-2Na与Fe(Ⅱ)的存在形态,物质的量比越大,FeEDTA^(2)度越高,Fe(Ⅱ)的生物可利用性越强.通过对不同样本进行微生物种群分析,发现优势菌属有Brucella、Castellaniella、Ochrobactrum、Pseudomonas、Citrobacter,前4种菌属均与反硝化过程有关,Citrobacter菌属与DNRA过程有关,且该菌属只在EDTA-2Na/Fe(Ⅱ)=1.50和1.75两个条件下出现.上述研究结果可为更深入探究DNRA与反硝化之间的作用关系提供参考. 展开更多

关键词 厌氧序批式生物膜反应器(ASBBR) 铁自养反硝化 硝酸盐异化还原为铵(DNRA) EDTA-2Na

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亚硝酸盐对厌氧产酸耦合反硝化工艺的影响 被引量：1

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作者 尹志轩 谢丽 +1 位作者 王蕊 周琪 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期3640-3646,共7页

以木薯酒精废水为碳源,通过批次实验研究了亚硝酸盐对厌氧产酸耦合反硝化系统的影响。结果表明,投加600 mg·L-1 3NO-N-后的最终产酸量与空白反应器相差不大,但是投加相同浓度亚硝酸盐后产酸受到严重抑制,最终产酸量仅为空白反应器... 以木薯酒精废水为碳源,通过批次实验研究了亚硝酸盐对厌氧产酸耦合反硝化系统的影响。结果表明,投加600 mg·L-1 3NO-N-后的最终产酸量与空白反应器相差不大,但是投加相同浓度亚硝酸盐后产酸受到严重抑制,最终产酸量仅为空白反应器的1.8%。而硝酸盐还原过程中厌氧产酸受到抑制可能是由于反硝化中间产物亚硝酸盐的存在,低投加量的亚硝酸盐即可对厌氧产酸产生强烈的抑制作用并具有持续性,且对各产酸组分的影响作用:正丁酸>丙酸>乙酸。随着2COD/NO-N-的降低,亚硝酸盐的还原率由74.9%降低至22.2%。当游离亚硝酸(free nitrous acid,FNA)浓度为0.05 mg·L-1以上时,亚硝酸盐还原几乎被完全抑制(90%以上)。此外,随着2COD/NO-N-的增加,反硝化所占的比例逐渐减小,而DNRA过程(dissimilatory nitrate reduction to ammonium,异化硝酸盐还原为铵)逐渐占优势。 展开更多

关键词 COD N0-2-N比 厌氧产酸抑制 反硝化抑制 硝酸盐异化还原

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厌氧氨氧化细菌的混合营养代谢机制研究进展

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作者 张慕琦 王乙橙 +1 位作者 晏鹏 陈猷鹏 《中国环境科学》 北大核心 2025年第7期3724-3734,共11页

本文综述了厌氧氨氧化细菌(AnAOB)混合营养代谢机制的研究进展,并展望了未来研究方向和工程意义.研究表明,AnAOB的混合营养代谢受C/N比、有机物浓度和种类等因素影响.然而,不同AnAOB菌种代谢小分子有机物(如乙酸盐、丙酸盐等)的代谢速... 本文综述了厌氧氨氧化细菌(AnAOB)混合营养代谢机制的研究进展,并展望了未来研究方向和工程意义.研究表明,AnAOB的混合营养代谢受C/N比、有机物浓度和种类等因素影响.然而,不同AnAOB菌种代谢小分子有机物(如乙酸盐、丙酸盐等)的代谢速率和微观机制分析尚不清晰.近年来,先进的^(13)C同位素标记技术(DNA-SIP)和单细胞技术为深入揭示AnAOB吸收和代谢小分子有机物的途径提供了新手段.多组学联合分析显示,AnAOB通过还原性乙酰辅酶A途径固定无机碳,并具备利用异化硝酸盐还原为铵(DNRA)、甲酸盐代谢、乙酸盐代谢、丙酸盐代谢及三羧酸循环等多条小分子有机物代谢途径,但具体机制仍存在争议.未来研究可以聚焦于AnAOB混合营养代谢过程中的电子转移机制、内源有机物利用策略及小分子有机物同化能力,以优化AnAOB的富集与脱氮性能,拓展其在复杂污水处理中的应用潜力. 展开更多

关键词 厌氧氨氧化细菌(AnAOB) 混合营养代谢 无机碳固定 异化硝酸盐还原为铵(DNRA) 小分子有机物

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基于次溴酸钠氧化-氨基磺酸还原测定沉积物^(15)N加富培养样品中的^(15)NH_(4)^(+)的方法探索 被引量：2

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作者 徐颢铭 宋国栋 +2 位作者 刘素美 梁生康 张桂玲 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期147-154,共8页

沉积物中的异化硝酸盐还原过程是海洋中活性氮转化的关键过程之一。不同于反硝化和厌氧铵氧化,异化硝酸盐还原为铵(DNRA)是将硝酸盐直接还原为铵,而不是以氮气的形态移除,这有可能会加重水体富营养化和缺氧。目前测定沉积物中异化硝酸... 沉积物中的异化硝酸盐还原过程是海洋中活性氮转化的关键过程之一。不同于反硝化和厌氧铵氧化,异化硝酸盐还原为铵(DNRA)是将硝酸盐直接还原为铵,而不是以氮气的形态移除,这有可能会加重水体富营养化和缺氧。目前测定沉积物中异化硝酸盐还原过程的主要手段是^(15)N标记培养技术。为了准确评估DNRA的潜在速率,首先要准确测定加富样品中的^(15)N H_(4)^(+)浓度。常用测定^(15)N H_(4)^(+)的方法为基于次溴酸钠-碘氧化膜进样的四极杆质谱法。然而此方法的分析物之一^(30)N_(2)在分析时容易存在两个问题而导致结果失真:一是易受样品中O_(2)干扰而导致^(30)N_(2)含量被显著高估;二是^(30)N_(2)在检测器中平衡较慢从而导致测试时间较长且精密度较差。为解决上述问题,本研究采用次溴酸钠氧化-氨基磺酸还原的方法将^(15)N H_(4)^(+)转化为^(29)N_(2)后通过膜进样的四极杆质谱仪进行测定(简称Redox-MIMS法)。结果表明,Redox-MIMS法在氨基磺酸还原剂浓度为80~100 mmol/L时还原效率最好;方法的检测限约为0.5μmol/L,精密度为0.8%,工作曲线的线性范围可以达到0~150μmol/L。相对于次溴酸钠-碘氧化法,Redox-MIMS法反应条件温和,反应试剂相对易得,产物为^(29)N_(2),有效解决了^(30)N_(2)分析的一系列问题,并显著提高了测定效率(2 min/样品)。分别采用Redox-MIMS法和次溴酸钠-碘氧化法测定莱州湾沉积物实际样品,两种方法所测得的DNRA速率以及DNRA占异化硝酸盐还原的比例均无显著性差异,证明Redox-MIMS法是一种准确、高效地测定^(15)N加富培养样品中^(15)N H_(4)^(+)的方法。 展开更多

关键词 沉积物 氮循环 异化硝酸盐还原为铵 膜进样质谱 次溴酸钠氧化-氨基磺酸还原

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Shewanella sp.RQs-106还原Fe(Ⅱ)EDTA-NO产氨过程影响因素

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作者 高嘉欣 路达 +1 位作者 张玉 周集体 《河北大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第4期362-370,共9页

考察了菌株Shewanella sp.RQs-106还原Fe(Ⅱ)EDTA-NO产氨过程的影响因素,在此基础上确定了适宜操作条件.结果表明,乙酸钠和柠檬酸钠不能作为菌株RQs-106的电子供体,较适宜的电子供体为乳酸钠,在36 h内产氨率可达到99%.C/N质量比值过高... 考察了菌株Shewanella sp.RQs-106还原Fe(Ⅱ)EDTA-NO产氨过程的影响因素,在此基础上确定了适宜操作条件.结果表明,乙酸钠和柠檬酸钠不能作为菌株RQs-106的电子供体,较适宜的电子供体为乳酸钠,在36 h内产氨率可达到99%.C/N质量比值过高或过低都会对菌株的Fe(Ⅱ)EDTA-NO降解率和产氨率产生影响,最适宜的C/N质量比值为20.Fe(Ⅱ)EDTA-NO浓度过高会抑制菌株活性,导致Fe(Ⅱ)EDTA-NO难以被降解,本实验条件下宜控制Fe(Ⅱ)EDTA-NO浓度为1 mmol/L.当初始pH为5.0~6.0时,菌株RQs-106不能还原Fe(Ⅱ)EDTA-NO,当初始pH值升高到7.2~9.0时,可将Fe(Ⅱ)EDTA-NO还原为氨氮,但碱性过大对菌株RQs-106活性有抑制,较适宜的pH值为8.0.菌株可在20~35℃内还原Fe(Ⅱ)EDTA-NO并产氨,最适温度为30℃. 展开更多

关键词 Fe(Ⅱ)EDTA-NO 异化硝酸盐还原为氨(DNRA) 希瓦氏菌

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湖泊生态系统中微生物驱动氮-铁耦合反应研究进展 被引量：2

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作者 冯旗 李晨希 +6 位作者 胡娜 李术艺 何宇 李泳哲 郭天赐 胡文龙 董依然 《安全与环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期271-281,290,共12页

由于人类活动的影响,许多湖泊面临着氮(N)素富集引起的富营养化问题,这影响了湖泊生态系统的氮平衡和生态功能。系统地阐述了湖泊生态系统中微生物利用硝态氮和广泛分布的铁所驱动的氮-铁耦合脱氮过程,重点梳理了微生物参与的反硝化、... 由于人类活动的影响,许多湖泊面临着氮(N)素富集引起的富营养化问题,这影响了湖泊生态系统的氮平衡和生态功能。系统地阐述了湖泊生态系统中微生物利用硝态氮和广泛分布的铁所驱动的氮-铁耦合脱氮过程,重点梳理了微生物参与的反硝化、异化硝酸盐还原成铵和厌氧氨氧化与铁耦合过程研究的最新进展,并说明了Fe(Ⅱ)与Fe(Ⅲ)的氧化还原循环可以持续支持与含氮化合物的反应。深入理解微生物驱动的氮-铁耦合机理,有助于认识其对湖泊内源脱氮等方面的生态和环境问题的贡献。 展开更多

关键词 湖泊生态系统 微生物 氮-铁耦合 依赖硝酸盐还原的铁氧化 铁氧化耦合异化硝酸盐还原成铵 铁氨氧化

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