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铁-碳共基质环境对污水铁型反硝化效率和微生物群落的影响 被引量：1
1
作者 郑蕾 吴浩鸣 +5 位作者 王雪 程莉蓉 谭秋阳 邢钰梓 田淇 张耀鑫 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期5472-5480,共9页
构建共基质亚铁型反硝化系统,通过梯度实验探究共基质条件下低浓度有机碳(0,3,6,9,12mg/L)对不同Fe/N(2,3,4)条件下铁型反硝化的作用规律和机制,为提升铁型反硝化的效能提供理论参考.结果表明,本实验中有机碳源的最佳浓度为9mg/L.在Fe/... 构建共基质亚铁型反硝化系统,通过梯度实验探究共基质条件下低浓度有机碳(0,3,6,9,12mg/L)对不同Fe/N(2,3,4)条件下铁型反硝化的作用规律和机制,为提升铁型反硝化的效能提供理论参考.结果表明,本实验中有机碳源的最佳浓度为9mg/L.在Fe/N=3和4时,脱氮效率相比未添加碳源时分别提升22.7%和9.1%,促进效果随着外加碳源浓度和Fe/N的升高而减弱.添加有机碳对微生物群落的多样性和均匀度影响较小,随着浓度的升高系统中的自养型细菌如Rhodanobacter和混合营养型细菌如Comamonas,Thauera在生态网络中的总节点度始终高于异养型反硝化菌.C/Fe=0.140和0.187(即碳源浓度为6mg/L和9mg/L)时生态网络中协同和共生关系超过65%,碳源分别实现了单位浓度增益效果最高和反硝化效能最高,自养过程对系统反硝化的贡献度分别为39.2%和56.5%,均为主导地位.系统中主导NO3-,NO2-和NO还原的功能基因丰度的上升,也是提升铁型共基质反硝化系统脱氮效能的重要原因. 展开更多
关键词 共基质 铁型反硝化 微生物群落 微生物生态网络 反硝化贡献度
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连续堆肥施用对土壤反硝化及固氮微生物的影响
2
作者 张薇 马金国 王明国 《宁夏农林科技》 2024年第12期61-65,共5页
为揭示连续堆肥施用对土壤反硝化及固氮微生物群落的影响机制,以宁夏平罗县小麦地为试验对象,采用单因素随机区组设计,设置T0(有机堆肥0 kg·667^(-1)·m^(-2)+化学肥料)、T1(有机堆肥1000 kg·667^(-1)·m^(-2)+化学肥... 为揭示连续堆肥施用对土壤反硝化及固氮微生物群落的影响机制,以宁夏平罗县小麦地为试验对象,采用单因素随机区组设计,设置T0(有机堆肥0 kg·667^(-1)·m^(-2)+化学肥料)、T1(有机堆肥1000 kg·667^(-1)·m^(-2)+化学肥料)、T2(有机堆肥2000 kg·667^(-1)·m^(-2)+化学肥料)、T3(有机堆肥3000 kg·667^(-1)·m^(-2)+化学肥料)、T4(有机堆肥4000 kg·667^(-1)·m^(-2)+化学肥料)5个处理开展定位研究,比较了不同堆肥用量下土壤反硝化及固氮微生物的差异,分析了土壤理化性状与反硝化及固氮微生物群落组成及多样性间的相互关系。结果表明,连续3年堆肥施用后,除小麦全麦面筋含量有逐渐升高趋势外,小麦产量和品质未受到显著影响;不同处理下nirK、nirS、nosZ功能基因拷贝数间无显著差异。不同堆肥用量影响nifH固氮细菌群落组成,土壤变形菌门和拟硫弧菌属分别为各处理下的优势门、属,不同处理下固氮弧菌属(Azoarcus)的固氮细菌相对丰度间有极显著差异。综上所述,连续3年堆肥施用对小麦土壤反硝化微生物的影响作用有限,但影响了nifH固氮微生物的组成结构。 展开更多
关键词 堆肥 产量与品质 反硝化基因 微生物多样性
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北京松山林地nirK型反硝化微生物群落立地及林型效应 被引量：1
3
作者 祝琳 聂立水 +10 位作者 史策 黄梦遥 牛鑫 张润哲 张兆德 魏一凡 王登芝 杨昊 聂浩亮 王江 薄慧娟 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期139-150,共12页
[目的]探究北京松山林地土壤nirK型反硝化微生物群落特征及影响因子,为华北暖温带森林土壤生态系统氮循环过程和环境变化提供依据。[方法]在北京松山国家级自然保护区选择油松林、山杨林、蒙古栎林3种典型林型,分别设置3块(20 m×20... [目的]探究北京松山林地土壤nirK型反硝化微生物群落特征及影响因子,为华北暖温带森林土壤生态系统氮循环过程和环境变化提供依据。[方法]在北京松山国家级自然保护区选择油松林、山杨林、蒙古栎林3种典型林型,分别设置3块(20 m×20 m)标准地进行调查,采集0~20 cm表层混合土样,分析土壤性质并提取土壤微生物总DNA,PCR扩增反硝化过程关键酶亚硝酸盐还原酶的编码基因nirK片段,采用第2代高通量测序分析不同林型土壤nirK型反硝化微生物群落组成和多样性,探究林型和土壤性质对反硝化微生物群落特性的影响。[结果]1)从油松林、山杨林和蒙古栎林9个土壤样本中共得到nirK基因有效序列993 401条、优质序列770 328条。3种林型土壤nirK基因共检测出7门78属,在已鉴定的微生物中各林型优势菌为变形菌门,其相对丰度在3种林型中均达50%,在油松林中最高为58.2%;优势属主要为慢生根瘤菌属、中生根瘤菌属和红假单胞菌属,总相对丰度达50%以上,其中核心菌属为慢生根瘤菌属。2) nirK型反硝化微生物α多样性分析显示,油松林Shannon(7.59±0.56)、 Simpson(0.98±0.01)、 Chao1(2 164.24±214.08)指数均显著高于山杨林(5.23±0.26、 0.89±0.02、1 650.56±136.69)和蒙古栎林(5.76±0.38、 0.93±0.02、 1 621.36±156.70)(P<0.05)。基于Bray-Curtis距离算法并采用PCoA分析显示,不同林型土壤反硝化微生物群落组间差异大于组内。3)林分因子、土壤性质与土壤反硝化微生物的冗余分析结果表明,土壤碱解氮、硝态氮和有机质等土壤性质是影响nirK型反硝化微生物群落组成的关键因子(P<0.05)。[结论]北京松山油松林、山杨林和蒙古栎林土壤nirK型反硝化微生物群落组成、多样性存在明显差异,林型与碱解氮、硝态氮和有机质等土壤性质是影响土壤nirK型反硝化微生物群落特征的重要因素。 展开更多
关键词 华北暖温带 林型 nirK基因 反硝化微生物 微生物群落组成 微生物群落多样性
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复合硫基质驱动自养反硝化脱氮除磷效能与微生物群落结构 被引量：6
4
作者 葛四杰 杨大鑫 +3 位作者 吕君 王振 张传义 张文华 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期2135-2143,共9页
针对单一硫基质驱动自养反硝化性能的缺陷,采用单质硫(S^(0))与天然铁硫矿石(FeS、Fe_(1-x)S、FeS_(2))两种矿物作为生物填料,构建3组复合硫基质填充床反应器(B1、B2、B3),探究了启动与稳定运行期间反应器对市政尾水深度脱氮除磷的效果... 针对单一硫基质驱动自养反硝化性能的缺陷,采用单质硫(S^(0))与天然铁硫矿石(FeS、Fe_(1-x)S、FeS_(2))两种矿物作为生物填料,构建3组复合硫基质填充床反应器(B1、B2、B3),探究了启动与稳定运行期间反应器对市政尾水深度脱氮除磷的效果与微生物群落结构的特征。结果表明,3组反应器均表出现较高的脱氮性能,NO_(3)^(-)-N去除率均随反应器水力停留时间(HRT)的延长而提高,当反应器HRT分别为1h(B1)、12h(B2)和9h(B3)时,均实现20mg/L NO_(3)^(-)-N完全去除。PO_(4)^(3-)-P与脱氮过程中产生的铁离子形成铁磷沉淀物而被去除,且PO_(4)^(3-)P的去除率与脱氮效果呈正相关。复合硫基质反应器的SO_(4)^(2-)/NO_(3)^(-)低于单一硫基质自养反硝化系统,硫酸盐产生量相应降低,且pH保持在6.3以上,无需添加pH缓冲剂。微生物群落结构分析表明,Thiobacillus(硫杆菌属)和Ferritrophicum(铁氧化菌属)是3组反应器中硫自养反硝化菌的优势菌属,在B1、B2和B3反应器的相对丰度分别为16.07%和31.24%、30.07%和50.19%以及30.20%和11.62%。复合硫基质提高了微生物群落丰度和物种多样性,从而表现出良好的脱氮除磷效果。 展开更多
关键词 硫自养反硝化 复合硫基质填充床 市政尾水 同步脱氮除磷 微生物群落分析
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不同碳源反硝化脱氮性能及微生物群落研究 被引量：3
5
作者 韩丰泽 杨小俊 +3 位作者 吕凤 石胜宇 王莎莎 龙军 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期171-178,共8页
针对污水处理厂深度处理时碳源选择困难和投加量成本高的问题,该研究利用反硝化生物过滤器研究不同碳源对污染物的去除效果,考察了3种碳源(乙酸钠、乙醇、甲醇)在不同水力停留时间(HRT)、碳氮比(C/N)、进水NH_(4)^(+)-N浓度下的脱氮性... 针对污水处理厂深度处理时碳源选择困难和投加量成本高的问题,该研究利用反硝化生物过滤器研究不同碳源对污染物的去除效果,考察了3种碳源(乙酸钠、乙醇、甲醇)在不同水力停留时间(HRT)、碳氮比(C/N)、进水NH_(4)^(+)-N浓度下的脱氮性能和反应器不同高度处的微生物群落结构。结果表明:在低C/N条件下,随着HRT的增加,以乙酸钠、乙醇、甲醇为碳源的3个系统的出水NH_(4)^(+)-N和NO_(3)^(-)-N去除效率逐渐升高,3个系统中甲醇系统的NO_(2)^(-)-N的积累程度最低。随着C/N的逐渐增加,3个系统出水NH_(4)^(+)-N和NO_(3)^(-)-N的浓度都逐渐降低。乙酸钠和甲醇系统分别在C/N为6和5时出水TN浓度<1.5 mg/L,满足地表水Ⅳ类水质标准。随着进水NH_(4)^(+)-N浓度升高,NO_(2)^(-)-N积累程度增加,从而导致出水TN浓度升高。碳源的不同导致门水平下3个系统的优势门丰度明显不同,属水平下差异性则更加明显,反硝化菌的总相对丰度顺序为乙酸钠系统>乙醇系统>甲醇系统。研究结果可为污水处理厂碳源的选择和投加量提供理论参考。 展开更多
关键词 污水深度处理 反硝化生物过滤器 3种碳源 微生物群落结构
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硫自养反硝化协同固定化微生物技术修复城市黑臭水体 被引量：1
6
作者 赵建强 佘健 +5 位作者 李柏林 陈世杰 夏凯 刘思韵 裴昌盈 汪凯 《环境污染与防治》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期631-637,644,共8页
固定化微生物技术可促进城市黑臭水体中氮磷污染物去除,但硫自养反硝化协同固定化微生物技术修复黑臭水体研究较少。通过向改性载镧膨润土基复合微生物菌剂(La-Bt基复合菌剂)中添加经S_(2)O_(3)^(2-)驯化培养的硫自养反硝化菌(NR-SOB),... 固定化微生物技术可促进城市黑臭水体中氮磷污染物去除,但硫自养反硝化协同固定化微生物技术修复黑臭水体研究较少。通过向改性载镧膨润土基复合微生物菌剂(La-Bt基复合菌剂)中添加经S_(2)O_(3)^(2-)驯化培养的硫自养反硝化菌(NR-SOB),试图引入硫自养反硝化协同固定化微生物技术修复黑臭水体。在La-Bt基复合菌剂投加量为1.5 g/L时,向黑臭水体中分梯度投加不同浓度NR-SOB,研究NR-SOB协同La-Bt基复合菌剂去除黑臭水体污染物效果,并通过高通量测序分析底泥微生物群落结构变化。结果表明,当NR-SOB投加量为0.3 g/L时,对黑臭水体和底泥处理效果较好:上覆水氨氮、TN和TP去除率分别为87.42%、69.85%和71.11%;底泥酸可挥发性硫(AVS)去除率为34.76%,底泥TN和TP去除率分别为45.22%、45.04%;实验结束时底泥中厚壁菌门(Firmicutes)相对丰度从11.76%降至9.84%,硫杆菌属(Thiobacillus)相对丰度达2.82%,氮硫去除相关微生物菌属比例提升约0.95%。 展开更多
关键词 固定化微生物技术 城市黑臭水体 硫自养反硝化 复合微生物菌剂 脱氮除硫
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一株同步硝化反硝化菌株的筛选及其生物电化学脱氮性能研究 被引量：1
7
作者 田瑞瑞 付欢 +3 位作者 郑云 黄新琦 周俊 雍晓雨 《南京农业大学学报》 CAS 北大核心 2025年第1期133-143,共11页
[目的]本文旨在获得具有高效脱氮性能的异养硝化-好氧反硝化(heterotrophic nitrification-aerobic denitrification,HN-AD)功能菌株,构建生物电化学-同步硝化反硝化(bio-electrochemical systems-simultaneous nitrification and denit... [目的]本文旨在获得具有高效脱氮性能的异养硝化-好氧反硝化(heterotrophic nitrification-aerobic denitrification,HN-AD)功能菌株,构建生物电化学-同步硝化反硝化(bio-electrochemical systems-simultaneous nitrification and denitrification,BES-SND)耦合系统,实现脱氮效率的提升。[方法]从活性污泥中筛选HN-AD菌株,鉴定后通过摇瓶试验分析其脱氮性能。然后进一步研究碳源、C/N、溶解氧等外界因素对菌株同步硝化反硝化性能的影响。将菌株接种到微生物燃料电池(microbial fuel cells,MFC)的生物阴极,分析低C/N条件下BES-SND体系的脱氮性能。[结果]从活性污泥中筛选出一株具有同步硝化反硝化性能的HN-AD菌株,命名为Alcaligenes aquatilis N3。确定该菌株发生SND反应的最适碳源为乙酸钠、C/N值为20、溶解氧为3.70 mg·L^(-1)。在BES-SND脱氮体系中,C/N值分别为2、4、6、8时,菌株A.aquatilis N3的总氮去除率分别为20.51%、26.67%、37.76%和48.50%。在C/N=2的试验条件下,BES-SND系统的总氮去除速率在第5天仍为1.79 mg·L^(-1)·d^(-1)。[结论]在低碳环境下,A.aquatilis N3菌株依然可以在BES-SND耦合脱氮体系中实现脱氮,降低了脱氮过程对碳源的依赖性,具有一定的实际环境应用潜力。 展开更多
关键词 同步硝化反硝化 异养硝化-好氧反硝化 生物电化学 低C/N值 微生物燃料电池
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一种脱氮复合微生物菌剂的反硝化特性 被引量：2
8
作者 谢嘉炜 郑展望 +2 位作者 潘碧文 徐涛 李秀芬 《食品与生物技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期76-84,共9页
为了提高污水处理过程中反硝化脱氮的效果,作者利用实验室已筛选出的反硝化菌株N1、N9、N10制备复合脱氮微生物菌剂,研究了温度、碳氮比(C/N)、碳源类型对复合微生物菌剂的生长和脱氮特性的影响。结果表明,在30℃、C/N为10、碳源为可溶... 为了提高污水处理过程中反硝化脱氮的效果,作者利用实验室已筛选出的反硝化菌株N1、N9、N10制备复合脱氮微生物菌剂,研究了温度、碳氮比(C/N)、碳源类型对复合微生物菌剂的生长和脱氮特性的影响。结果表明,在30℃、C/N为10、碳源为可溶性淀粉的条件下,48 h后复合脱氮微生物菌剂对硝态氮、总氮和化学需氧量的去除率分别达92.61%、60.02%和58.48%。同时,在C/N比为2~10均有脱氮效果,表明该复合脱氮微生物菌剂在低C/N比废水的反硝化脱氮过程中具有一定的应用前景。 展开更多
关键词 复合微生物菌剂 反硝化 碳氮比
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淡水湖泊微生物硝化反硝化过程与影响因素研究 被引量：31
9
作者 杨柳燕 王楚楚 +3 位作者 孙旭 郭丽芸 肖琳 宋晓骏 《水资源保护》 CAS CSCD 2016年第1期12-22,50,共12页
简述了参与硝化反硝化过程的微生物类型及其影响因素,指出湖泊中底栖动物提高了沉积物中氨氧化菌的丰度,加快了沉积物和上覆水反硝化过程,同时底栖动物的肠道也是反硝化场所并释放N2O。研究淡水湖泊中硝化反硝化微生物群落结构组成及多... 简述了参与硝化反硝化过程的微生物类型及其影响因素,指出湖泊中底栖动物提高了沉积物中氨氧化菌的丰度,加快了沉积物和上覆水反硝化过程,同时底栖动物的肠道也是反硝化场所并释放N2O。研究淡水湖泊中硝化反硝化微生物群落结构组成及多样性,阐述硝化反硝化的分子生物学机制,探索底栖动物对参与氮循环微生物群落结构与功能影响。 展开更多
关键词 淡水湖泊 微生物 硝化 反硝化 底栖动物
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黄铁矿-硫自养反硝化耦合动态膜生物反应器的脱氮性能 被引量：2
10
作者 韩笃悦 刘元国 +2 位作者 金春姬 张雪 郭亮 《绿色科技》 2025年第4期180-187,共8页
黄铁矿-硫自养反硝化是一种高效的脱氮工艺,具有经济成本低、脱氮性能稳定的优点,可处理低碳氮比废水。探究黄铁矿/硫投加比例,减少副产物生成量,降低出水浊度是目前迫切需要解决的问题。以黄铁矿和硫作为电子供体,构建了黄铁矿-硫自养... 黄铁矿-硫自养反硝化是一种高效的脱氮工艺,具有经济成本低、脱氮性能稳定的优点,可处理低碳氮比废水。探究黄铁矿/硫投加比例,减少副产物生成量,降低出水浊度是目前迫切需要解决的问题。以黄铁矿和硫作为电子供体,构建了黄铁矿-硫自养反硝化动态膜生物反应器,探究了黄铁矿/硫比例对脱氮性能、副产物生成、膜污染和微生物群落的影响。结果表明:黄铁矿/硫比例小于3时,NO_(3)^(-)-N、NH_(4)^(+)-N去除率均超过90%,NO_(2)^(-)-N的积累量仅为0.46 mg/L,副产物的生成量较少,但动态膜存在无机污染,出水浊度较大。提高黄铁矿/硫比例,pH值可稳定在7.5~7.8,有利于减缓膜污染,降低出水浊度。微生物测序结果表明,当黄铁矿/硫比例大于3时,Thiobacillus、Sulfuritalea等自养反硝化菌开始受到抑制,异养反硝化菌的相对丰度增加,微生物群落结构发生改变。对自养反硝化系统中黄铁矿/硫比例进行优化调整,可减少副产物的生成和降低出水浊度,起到高效脱氮的作用。 展开更多
关键词 黄铁矿/硫 动态膜生物反应器 自养反硝化 脱氮 微生物群落
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儿茶素对反硝化细菌反硝化过程及N_(2)O排放的影响
11
作者 张新星 陈召亚 +2 位作者 廖文华 刘春敬 高志岭 《环境污染与防治》 北大核心 2025年第7期36-41,I0019,I0020,共8页
提高农田生态系统养分利用率,降低N_(2)O排放,以及促进农业废弃物资源化利用是绿色农业可持续发展的重要任务。探讨了酚类化合物儿茶素对4种土壤反硝化细菌反硝化过程及N_(2)O排放的影响。结果表明:儿茶素虽对反硝化细菌生长有一定的抑... 提高农田生态系统养分利用率,降低N_(2)O排放,以及促进农业废弃物资源化利用是绿色农业可持续发展的重要任务。探讨了酚类化合物儿茶素对4种土壤反硝化细菌反硝化过程及N_(2)O排放的影响。结果表明:儿茶素虽对反硝化细菌生长有一定的抑制作用,但对脱氮副球菌(Paracoccus denitrificans)和泛养副球菌(Paracoccus pantotrophus)N_(2)O向N_(2)转化的反硝化过程具有一定促进作用,从而减少反硝化过程中N_(2)O排放,但低浓度儿茶素对4种反硝化细菌的生长影响不显著,需添加0.500 mg/mL的儿茶素才能显现效果。研究结果对挖掘合适的生物氮素调理剂以及推动含酚类化合物的有机废弃物循环利用等都具有重要的指导意义。 展开更多
关键词 儿茶素 反硝化细菌 反硝化过程 N_(2)O排放
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中温下短程反硝化-厌氧氨氧化生物膜工艺脱氮特性研究
12
作者 张宗磊 赵骥 +4 位作者 陈啸洋 邱艳玲 冯娟 于德爽 王晓霞 《中国环境科学》 北大核心 2025年第9期4955-4964,共10页
采用短程反硝化-厌氧氨氧化生物膜系统(PDA-Bf)处理模拟城市生活污水,重点探究其在中温条件(34℃)下的脱氮性能.经过317d的运行,结果表明,在进水碳氮比(C/N)为2.1的条件下,系统出水总氮(TN)浓度降低至10.94mg/L,平均TN去除率达到82.6%,... 采用短程反硝化-厌氧氨氧化生物膜系统(PDA-Bf)处理模拟城市生活污水,重点探究其在中温条件(34℃)下的脱氮性能.经过317d的运行,结果表明,在进水碳氮比(C/N)为2.1的条件下,系统出水总氮(TN)浓度降低至10.94mg/L,平均TN去除率达到82.6%,且厌氧氨氧化途径在TN去除中的贡献占比随运行时间显著增加.研究发现,反硝化菌属Thauera和厌氧氨氧化菌属Candidatus Brocadia在生物膜中的丰度随运行时间显著提高,Thauera从第250d 0.37%增至第305d的4.11%,Ca.Brocadia从0.27%的升至到3.51%,二者协同效果良好.生物膜外层中编码硝酸盐还原的narG(55152hits)、narH(35866hits)和narI(16506hits)基因丰度较高,表明该区域适合反硝化菌生长,为厌氧氨氧化反应(Anammox)提供亚硝酸盐;与外层相比,生物膜内层中与Anammox相关的hdh(1174hits)基因丰度较高,且亚硝酸盐还原基因nirK(13400hits)和nirS(3954hits)丰度较低,维持了较高的亚硝酸盐浓度,为厌氧氨氧化菌(AnAOB)创造了适宜环境.这种微生物群落的分层结构表明,生物膜外层和内层分别适合Thauera和Ca.Brocadia的生长,共同促进了系统的高效脱氮性能. 展开更多
关键词 短程反硝化 厌氧氨氧化 生物膜 生物脱氮 微生物 宏基因组
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氟喹诺酮类抗生素对地下水系统中反硝化过程的影响研究进展
13
作者 邹华 何江涛 +2 位作者 刘菲 夏绮文 褚宴佳 《岩矿测试》 北大核心 2025年第5期844-862,共19页
微生物介导的反硝化是地下水中硝酸盐去除的关键过程。再生水利用与养殖业活动引发的氟喹诺酮类抗生素(Fluoroquinolones,FQs)污染常与硝酸盐共存,可能对反硝化过程造成重要影响。近年来的研究识别了地下水系统中,不同FQs暴露特征、微... 微生物介导的反硝化是地下水中硝酸盐去除的关键过程。再生水利用与养殖业活动引发的氟喹诺酮类抗生素(Fluoroquinolones,FQs)污染常与硝酸盐共存,可能对反硝化过程造成重要影响。近年来的研究识别了地下水系统中,不同FQs暴露特征、微生物特性及环境条件影响下,FQs对反硝化的影响效应,并从群落结构、代谢途径及分子机制等多个层面揭示其作用机理。主要结论包括:①FQs对反硝化具有浓度效应和种类特异性。低浓度时可作为信号分子调控代谢路径,重塑微生物群落结构,间接影响反硝化能力;高浓度则抑制细菌生长,削弱反硝化功能,表现出迟滞效应。复合FQs抗生素联合作用可通过微生物量法快速评估。②环境-微生物互作对FQs抗生素效应具有显著调控作用。微生物对FQs的响应呈现“敏感-不敏感-亚敏感”的演替模式,其中微生物数量与耐药性为关键驱动因子,碳代谢能力与群落结构变化为主要调控路径。未来研究应聚焦于:①不同输入模式下FQs对反硝化的影响机制与恢复路径;②FQs在地下水中的存在形式及其对反硝化功能的多层次影响;③构建“FQs抗生素-微生物-环境”多尺度耦合模型,识别关键驱动因素阈值,为地下水氮污染治理提供理论依据与技术支撑。 展开更多
关键词 地下水 氟喹诺酮类抗生素 硝酸盐 反硝化 微生物
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基于PHBV固态碳源的反硝化性能和生物群落结构
14
作者 王玉明 杨旸 +4 位作者 尹淑燕 江心白 王艺碹 刘晓东 沈锦优 《南京理工大学学报》 北大核心 2025年第1期86-91,132,共7页
以固态碳源聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)(PHBV)为填料搭建反硝化生物滤池,探究其在高浓度NO_(3)^(-)-N条件下的反硝化性能和微生物群落结构。结果表明,当初始NO_(3)^(-)-N质量浓度为50 mg/L时,反应器可在4 d内快速启动,且在NO_(3)^... 以固态碳源聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)(PHBV)为填料搭建反硝化生物滤池,探究其在高浓度NO_(3)^(-)-N条件下的反硝化性能和微生物群落结构。结果表明,当初始NO_(3)^(-)-N质量浓度为50 mg/L时,反应器可在4 d内快速启动,且在NO_(3)^(-)-N质量浓度提升阶段(50~200 mg/L),系统表现出较强的抗冲击负荷能力。当NO_(3)^(-)-N提升至较高质量浓度(250 mg/L)时,系统相对稳定阶段NO_(3)^(-)-N和总氮去除率均大于93.0%,平均氮去除速率达到0.476 kg/(m^(3)·d)。高通量测序结果显示,反硝化菌Thauera和固碳降解功能菌Acidovorax等的富集,保证了高浓度NO_(3)^(-)-N条件下系统高效稳定的脱氮性能。同时由PICRUSt 2功能预测分析得,经过高浓度NO_(3)^(-)-N的驯化,反硝化相关基因高度富集。 展开更多
关键词 固态碳源 高浓度硝酸盐 反硝化 微生物群落结构
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生物炭对硫自养反硝化人工湿地深度净化污水厂尾水的影响
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作者 苑振华 刘光明 +1 位作者 陈启斌 王朝旭 《环境工程技术学报》 北大核心 2025年第2期559-571,共13页
为探究生物炭对硫自养反硝化人工湿地深度净化污水厂尾水的影响及微生物机理,分别构建硫磺+石灰石(CW-C)与硫磺+石灰石+杏仁壳生物炭(CW-B)垂直潜流人工湿地,测定不同水力停留时间(HRT)下出水COD、TN、NO_(3)^(-)-N、NO_(2)^(-)-N、NH_(... 为探究生物炭对硫自养反硝化人工湿地深度净化污水厂尾水的影响及微生物机理,分别构建硫磺+石灰石(CW-C)与硫磺+石灰石+杏仁壳生物炭(CW-B)垂直潜流人工湿地,测定不同水力停留时间(HRT)下出水COD、TN、NO_(3)^(-)-N、NO_(2)^(-)-N、NH_(4)^(+)-N、SO_(4)^(2-)和溶解氧浓度,利用高通量测序技术分析微生物群落结构,并用PICRUSt软件预测氮、硫循环功能基因相对丰度。结果表明,HRT=4 h时,CW-C和CW-B的TN平均去除率分别较其他HRT高6.18%-21.14%和5.63%-15.92%,且CW-B的NO_(3)^(-)-N去除率(均值96.66%)显著高于CW-C(95.50%,P<0.01)。生物炭在人工湿地中营造了更低的溶解氧环境,使硫自养反硝化微生物的主要菌门Bacteroidota和Chloroflexi以及主要菌属Chlorobium、Geothrix、norank_fPHOS-HE36和Thiothrix相对丰度增加,同时使异养反硝化微生物的主要菌门Actinobacteriota和Firmicutes以及主要菌属norank_fCaldilineaceae、unclassified_fRhodocyclaceae和Denitratisoma相对丰度增加;另外,生物炭使人工湿地硫酸盐同化还原过程功能基因(sat、cysH和sir)相对丰度升高。生物炭使硫自养反硝化人工湿地中异养反硝化占比升高,更利于NO3--N去除,同时促进硫酸盐同化还原过程,减少副产物SCO42-产生。本研究阐明了生物炭在硫自养反硝化人工湿地深度净化污水厂尾水中的角色,可为水资源再生循环利用提供理论依据。 展开更多
关键词 生物炭 硫自养反硝化 人工湿地 污水厂尾水 微生物群落
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CEPT污泥发酵液强化前置反硝化生物滤池脱氮研究
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作者 潘雷 王琳 《水处理技术》 CAS 北大核心 2025年第1期120-127,共8页
考察不同运行参数对前置反硝化生物滤池工艺处理性能的影响,综合考虑最佳HRT为4 h,硝化液回流比为100%,投加乙酸钠调节COD/TN为5。在上述最佳条件下,采用CEPT污泥发酵液作碳源各污染物的去除效率相较于乙酸钠虽然都有所降低,但是基本能... 考察不同运行参数对前置反硝化生物滤池工艺处理性能的影响,综合考虑最佳HRT为4 h,硝化液回流比为100%,投加乙酸钠调节COD/TN为5。在上述最佳条件下,采用CEPT污泥发酵液作碳源各污染物的去除效率相较于乙酸钠虽然都有所降低,但是基本能够满足出水要求;发酵液的平均比反硝化速率仅仅略低于乙酸钠,这进一步证明了发酵液作为反硝化碳源的可行性。微生物群落组成分析表明Y-A组中的绿弯菌和放线菌比F-A组高,这可能能解释乙酸钠的脱氮效果优于污泥发酵液;功能分析表明F-A组与Y-A组各代谢通路丰度相当,Y-A组的napAB+narGHI、nirKS相对丰度比F-A组略高,这可能是添加乙酸钠相较于CEPT污泥发酵液具有更强的反硝化性能的原因之一。 展开更多
关键词 CEPT污泥发酵液 前置反硝化生物滤池 碳源 微生物群落组成和功能
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低碳氮比进水反硝化生物滤池亚硝积累成因
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作者 王慰 刘锟 +4 位作者 贺赟 鲍方博 王刚 许骐 李魁晓 《中国环境科学》 北大核心 2025年第3期1333-1340,共8页
针对再生水厂反硝化生物滤池出水亚硝酸盐累积的现象,调研了4座再生水厂反硝化滤池单元出水亚硝酸盐积累情况,选取G(存在亚硝酸盐积累)、W(无亚硝酸盐积累)两座再生水厂反硝化滤池工艺单元为研究对象,探究了低碳氮比进水条件下亚硝酸盐... 针对再生水厂反硝化生物滤池出水亚硝酸盐累积的现象,调研了4座再生水厂反硝化滤池单元出水亚硝酸盐积累情况,选取G(存在亚硝酸盐积累)、W(无亚硝酸盐积累)两座再生水厂反硝化滤池工艺单元为研究对象,探究了低碳氮比进水条件下亚硝酸盐积累的成因.结果表明,滤池的反洗周期、方式等运行参数对亚硝酸盐积累基本无影响;G厂与W厂的比污泥反硝化速率分别为0.51和0.92mg NO_(3)/(mg VSS·d),G厂滤池出水亚硝酸盐积累是由于滤池微生物反硝化能力弱,反硝化过程中存在硝酸盐氮时,G厂污泥亚硝还原速率比W厂低75%,更容易产生亚硝酸盐积累.当G厂污泥生物量提高至W厂浓度的2倍时,最大亚硝酸盐反硝化速率仍无法达到W厂的水平,故生物量不是G厂产生亚硝酸盐积累的主要原因.微生物群落结构分析结果表明,W厂滤池中甲基营养菌属Methylotenera的丰度比G厂高12.9%.反硝化过程主要由利用甲基类型营养的反硝化菌完成,是产生亚硝酸盐积累与否的原因,无需考虑利用其他类型有机物的菌种对亚硝酸盐积累带来的影响. 展开更多
关键词 反硝化生物滤池 低碳氮比 亚硝酸盐积累 反硝化速率 微生物群落结构
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生物炭固定异养硝化-好氧反硝化菌对水中氮去除和N_(2)O排放的影响
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作者 王子楠 王朝旭 《现代化工》 北大核心 2025年第S1期181-186,共6页
为探究生物炭固定异养硝化-好氧反硝化菌对污水厂尾水中低浓度(约10 mg/L)硝态氮和黑臭水体中高浓度(约100 mg/L)氨态氮的N_(2)O排放影响,采用包埋法制备微生物固定化体。结果表明,好氧条件下生物炭基微生物固定化体对NO_(3)^(-)-N反硝... 为探究生物炭固定异养硝化-好氧反硝化菌对污水厂尾水中低浓度(约10 mg/L)硝态氮和黑臭水体中高浓度(约100 mg/L)氨态氮的N_(2)O排放影响,采用包埋法制备微生物固定化体。结果表明,好氧条件下生物炭基微生物固定化体对NO_(3)^(-)-N反硝化去除有促进作用,在0~24 h,C/N为4、6和8下,NO_(3)^(-)-N平均去除速率为0.163、0.249 mg/(L·h)和0.326 mg/(L·h);固定化体对模拟黑臭水体高浓度NH_(4)^(+)-N(100 mg/L)具有较好的去除效果,前12 h的平均去除速率为5.013 mg/(L·h);固定化体对污染物的去除过程符合一级动力学模型。 展开更多
关键词 玉米秸秆生物炭 反硝化作用 硝化作用 微生物固定化体 N_(2)O排放
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异养硝化-好氧反硝化菌富集驯化过程中微生物种群演变特征——典型城市景观水系 被引量：2
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作者 周石磊 张艺冉 +7 位作者 孙悦 杨文丽 黄廷林 李再兴 罗晓 崔建升 周子振 李扬 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期4831-4839,共9页
为了研究不同异养硝化-好氧反硝化菌富集驯化过程中水体微生物群落的演变,利用Miseq高通量测序法对景观水系沉积物富集驯化样本的微生物信息进行统计,对其微生物群落的α多样性以及β多样性进行分析,同时基于微生物属的信息进行了微生... 为了研究不同异养硝化-好氧反硝化菌富集驯化过程中水体微生物群落的演变,利用Miseq高通量测序法对景观水系沉积物富集驯化样本的微生物信息进行统计,对其微生物群落的α多样性以及β多样性进行分析,同时基于微生物属的信息进行了微生物网络分析.结果显示,两种类型培养基在富集驯化完成后氮素得到有效去除,脱氮效果明显;富集驯化过程中的OUT主要属于7个,分别是变形菌门(Protebacterice)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteria)、蓝藻门(Cyanobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria),与此同时,富集驯化过程中有关氮循环的细菌有上升的变化过程;主成分分析(PCA),非度量多维尺度分析(NMDS)以及主坐标分析(PCoA)表明异养硝化-好氧反硝化菌富集驯化过程中不同温度压力下的细菌群落组成存在明显差异,而培养基的类别带来的影响相对较小;网络分析显示模块核心和网络核心均为低丰度的稀有物种;膨胀因子分析(VIF)和冗余分析(RDA)得出温度、氨氮和硝酸盐氮是影响群落结构演变的关键环境因子.综上可知,Miseq高通量测序研究异养硝化-好氧反硝化菌富集驯化过程中微生物种群演变可行,为实现微生物菌剂“定向-精准-高效”的筛选提供技术支撑. 展开更多
关键词 异养硝化-好氧反硝化 景观水系 Miseq测序 生物信息分析 微生物群落
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硫自养反硝化过程中含硫副产物产生规律及微生物群落结构的空间分布 被引量：8
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作者 万东锦 李琦 +1 位作者 刘永德 肖书虎 《环境科学研究》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1152-1159,共8页
为探究硫自养反硝化过程中含硫副产物的产生规律,建立了上流式硫自养固定床生物反应器,考察HRT(水力停留时间)对水中NO_3^--N去除的影响,运用零级和1/2级反应动力学模型对NO_3^--N还原过程进行拟合,通过测定与理论计算分析含硫副产物的... 为探究硫自养反硝化过程中含硫副产物的产生规律,建立了上流式硫自养固定床生物反应器,考察HRT(水力停留时间)对水中NO_3^--N去除的影响,运用零级和1/2级反应动力学模型对NO_3^--N还原过程进行拟合,通过测定与理论计算分析含硫副产物的产生趋势及规律,利用高通量测序技术(high-throughput sequencing)测定微生物群落结构空间分布特征.结果表明:(1)当进水NO_3^--N浓度为(30.45±0.38)mg/L,HRT为4和1 h时,NO_3^--N去除率达到98%以上.硫自养反硝化过程符合1/2级反应动力学模型,1/2K_(1/2V)(1/2级反应动力学速率常数)为5.69 mg^(1/2)/(L^(1/2)·h).(2)出水SO_4^(2-)的产生量接近理论值,S2-在反应器中部出现微量的积累,在出水口处浓度进一步降低(<0.5 mg/L).(3)HRT的缩短改变了反应器内部微生物群落α多样性的变化规律;Proteobacteria成为了最主要的优势菌群,各阶段所占比例均大于59%,Sulfurimonas为最常见的反硝化菌,在HRT为1 h时,反应器中部其丰度达到36%,成为反应器中的优势菌属;Desulfurella为SRB(硫酸盐还原菌),其丰度的增加与反应器内部S^(2-)的积累一致.研究显示,硫自养反硝化过程中产生的SO_4^(2-)与理论值接近,S^(2-)产生量沿反应器高度方向呈现先增加后降低的趋势,微生物群落结构分布情况与反应器高度有关. 展开更多
关键词 硫自养 反硝化 含硫副产物 高通量测序 微生物群落结构
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