人工湿地系统中甲烷和氧化亚氮的同步消减及机制研究

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《2024年人工湿地的氮去除机理》范文

《2024年人工湿地的氮去除机理》范文

《人工湿地的氮去除机理》篇一一、引言随着城市化进程的加快和工业化的不断发展,水体污染问题日益突出,尤其是氮污染问题亟待解决。

人工湿地作为一种生态、高效、低成本的污水处理技术,具有较好的氮去除效果。

本文旨在探讨人工湿地的氮去除机理,为湿地系统的设计和优化提供理论支持。

二、人工湿地概述人工湿地是一种模拟自然湿地的生态系统,通过植物、基质和微生物的相互作用,实现对污水的净化。

人工湿地具有成本低、维护简单、生态友好等优点,被广泛应用于污水处理领域。

三、氮的来源与危害氮是水体中的主要污染物之一,主要来源于生活污水、工业废水、农业排水等。

过量的氮会导致水体富营养化,引发藻类大量繁殖,消耗水中氧气,影响水生生物的生存。

此外,氮还会渗入地下,污染地下水。

四、人工湿地的氮去除机理人工湿地的氮去除主要依赖于植物吸收、基质过滤和微生物转化三个过程。

1. 植物吸收人工湿地中的植物通过根部吸收污水中的氮,将其转化为自身的营养物质。

这一过程主要包括离子交换和同化作用。

离子交换是指植物根部细胞通过交换阳离子来吸收氮离子;同化作用则是植物利用吸收的氮参与自身的代谢过程。

2. 基质过滤基质是人工湿地的重要组成部分,通过物理、化学和生物作用对氮进行去除。

基质中的黏土、砂等颗粒物可以吸附和过滤污水中的氮;同时,基质中的铁、铝等金属离子可以与氮发生化学反应,生成难溶性的化合物,从而降低水中的氮含量。

3. 微生物转化微生物在人工湿地中发挥着重要作用,通过氨化、硝化、反硝化等过程将氮进行转化。

氨化作用是将有机氮转化为氨态氮;硝化作用是将氨态氮转化为硝态氮;反硝化作用则是将硝态氮转化为气态氮(如氮气),从而从水中去除。

五、结论人工湿地的氮去除机理是一个复杂的生态系统过程,涉及植物、基质和微生物的相互作用。

植物吸收、基质过滤和微生物转化是人工湿地去除氮的主要途径。

了解这些机理有助于我们更好地设计和优化人工湿地系统,提高其氮去除效果。

同时,人工湿地作为一种生态、高效的污水处理技术,具有广阔的应用前景,值得我们进一步研究和推广。

人工湿地脱氮除磷机理及其影响因素研究综述

人工湿地脱氮除磷机理及其影响因素研究综述

人工湿地脱氮除磷机理及其影响因素研究综述人工湿地脱氮除磷机理及其影响因素研究综述摘要:人工湿地是一种采用湿地生态系统特性来处理废水的方法。

其广泛应用于城市排水、农村污水、工业废水的处理中,脱氮除磷是其重要的水质净化机制之一。

本文综述了人工湿地脱氮除磷的机理,并对影响脱氮除磷效果的因素进行了总结和分析,并指出了未来研究的方向。

一、人工湿地的脱氮机理人工湿地脱氮主要通过植物、微生物和土壤反应三个层面来实现。

1. 植物层面:湿地植物具有喜氮性,通过吸收底部废水中的氮素,将其转化为植物体内所需的氮营养物质,并促进植物生长。

同时,根系分泌的氧气也提供了氧化亚氮的基质,进一步促进脱氮反应的进行。

2. 微生物层面:湿地土壤中的微生物是脱氮过程中的关键环节。

硝化细菌将底部废水中的氨态氮转化为亚硝酸盐,放氧兼硝化细菌将亚硝酸盐进一步氧化为硝酸盐。

反硝化细菌则将硝酸盐还原为氮气,从而实现氮素的去除。

微生物的作用不仅包括氮素的转化,还涉及到生物吸附、颗粒沉降等过程。

3. 土壤反应层面:湿地土壤本身具有一定的吸附能力,能够吸附底部废水中的氮素。

同时,土壤中的氧化还原作用也可以促进氧化亚氮氧化成硝酸盐或还原为氮气。

人工湿地通过这些机制协同作用,实现了废水中氮素的去除。

二、人工湿地的除磷机理人工湿地脱除废水中的磷主要通过吸附、沉降和磷铁共沉淀机制实现。

1. 吸附机制:湿地土壤具有较大的比表面积,能够吸附底部废水中的磷。

湿地植物的根系也具有一定的吸附能力。

2. 沉降机制:底部废水中悬浮的磷颗粒会与湿地土壤中的颗粒结合,逐渐沉积到湿地底部。

湿地植物的根系也能够减缓流速,促进磷的沉降。

3. 磷铁共沉淀机制:湿地土壤中的氧化铁具有较强的磷吸附能力。

废水中的磷与氧化铁结合形成磷铁沉淀物,从而实现磷的去除。

三、人工湿地脱氮除磷的影响因素人工湿地脱氮除磷效果受到多种因素的影响,如植被、环境条件、水质特性等。

1. 植被:湿地植物的种类、生物量和生长状态对脱氮除磷效果有重要影响。

潜流型人工湿地对氮污染物的去除效果研究

潜流型人工湿地对氮污染物的去除效果研究

潜流型人工湿地对氮污染物的去除效果研究一、概览在随着社会和城市化快速发展,氮污染物排放问题日益受到关注。

人工湿地作为一种生态友好、经济有效的污水处理技术,在全球范围内得到广泛应用。

传统的人工湿地对氮污染物去除效果有限,无法满足日益严格的环保要求。

深人研究潜流型人工湿地对氮污染物的去除效果显得至关重要。

本文从潜流型人工湿地的基本原理出发,概述了其处理氮污染物的优势与挑战,并通过系统综述相关研究文献,旨在深入了解潜流型人工湿地在氮污染物去除方面的效果及影响因素,为实际工程应用提供理论指导。

1. 人工湿地的概念及作用人工湿地是指模拟自然湿地生态系统而建立的人工生态环境系统。

它主要由人工介质、植物和微生物等组成,并通过物理、化学和生物等多种途径实现对污染物流的净化作用。

通过植物吸收、富集和降解水体中的含氮污染物,减少水体中的氮含量;通过微生物的硝化反硝化作用,实现氮的生物转化,将氧化态氮转化为还原态氮通过介质的吸附和过滤作用,阻止泥沙和其他悬浮物对水质的恶化作用;通过植物的根系分泌物质对水体中氮的吸收,促进营养物质的循环利用。

人工湿地作为一种高效的净水技术,不仅投资成本低,而且运行费用低,尤其适用于一些干旱、缺水地区和城市河道的水环境治理。

2. 氮污染物的来源与危害农业化肥:农业活动中的化肥使用是水中氨氮、硝酸盐和亚硝酸盐等氮污染物的重要来源。

过量施用以及不合理的施肥方式会导致氮肥的流失,对水体造成污染。

生活污水:生活污水中含有一定量的氮、磷等营养物质,这些物质在微生物的作用下,会转化为氮污染物并流入水体,导致水质恶化。

工业污水:某些工业生产过程会产生含有较高氮污染物的废水,如合成氨生产、石油化工等。

如果未经处理或处理不充分,这些废水排放到河流、湖泊中会对水质造成严重影响。

水体富营养化:当水体中氮、磷等营养物质含量过高时,会导致藻类和水生植物过度生长,形成富营养化现象。

这不仅影响水生生态系统的稳定,还可能引起水体溶解氧下降,威胁鱼类和其他水生生物的生存。

人工湿地氮的去除机理

人工湿地氮的去除机理

人工湿地氮的去除机理引言随着全球湖泊富营养化程度的加剧, 入湖污染源的氮的去除成为日益紧迫的问题, 而湿地在湖泊富营养化的防治中有重要作用, 天然湿地再辅以合理的人工举措后可大大提高污染物去除效率和提高生态效应, 人工湿地的氮去除是一项重要功能, 对人工湿地中氮去除机理的总结可为湿地的设计、运行和研究提供良好的理论依据。

1 人工湿地的氮去除机理湿地系统通过多种机理去除进水中的氮, 这些机理主要包括生物、物理和化学反应几方面的协同作用。

详见表1在防渗湿地系统中, 忽略湿地和周围水体的氮交换量, 湿地中的氮去除机理包括挥发、氨化、硝化反硝化、植物摄取和基质吸附。

许多研究表明, 湿地中的主要去氮机理是微生物硝化反硝化。

在Santee的报道中, 硝化反硝化去氮量占氮去除总量的60 %~86 %。

湿地中氮的形态转化情况见图 1 。

未防渗湿地需要考虑湿地系统和周围水体的交换量, 即图1 中的⑩。

1.1 氨挥发氨挥发是物化过程, 水中的氨氮离解平衡方程为:淹没土壤和沉积物中的NH3挥发和pH 值密切相关:(1)pH =9.3 ,NH3 和NH+4的比例为1∶1 , 氨挥发显著;(2)pH=7.5 ~8.0 , 氨挥发不显著;(3)pH <7.5 , 氨挥发可忽略。

湿地中藻类、浮水植物和沉水植物的光合作用常导致pH 值升高。

水平潜流湿地系统中可以忽略氨挥发作用, 因为此系统中的pH 值一般不超过8.0。

氨挥发由水中的pH 值、NH+4浓度、温度、风速、太阳辐射、水生植物种类、状态和数量以及系统的pH 值日变化等多种因素来综合决定。

例如在有自由漂浮大型植物的系统中, 氨挥发是重要的氮去除途径。

1.2 氨化氨化(矿化)将有机氮转化为无机氮(尤其是NH4+ -N)。

有氧时利于氨化, 而厌氧时氨化速度降低。

湿地中氨化速度与温度、pH 值、系统的供氧能力、C N 比、系统中的营养物以及土壤的质地与结构有关。

温度升10 ℃, 氨化速度提高1 倍。

《2024年人工湿地的氮去除机理》范文

《2024年人工湿地的氮去除机理》范文

《人工湿地的氮去除机理》篇一一、引言随着社会经济的发展和人口的不断增长,水体富营养化问题日益突出,尤其是氮的污染成为全球关注的环境问题。

人工湿地作为一种低成本的污水处理技术,在去除水体中的氮等污染物方面表现出显著的效果。

本文将详细阐述人工湿地的氮去除机理。

二、人工湿地概述人工湿地是一种模拟自然湿地的生态系统,通过植物、基质和微生物的共同作用,实现对污水中氮、磷等污染物的去除。

其具有建设成本低、维护简单、生态效益显著等优点,被广泛应用于污水处理领域。

三、人工湿地的氮去除机理(一)物理吸附与截留人工湿地中的基质(如砂、石、土壤等)具有较大的表面积,能够通过物理吸附和截留作用,将污水中的氮素(如氨氮、有机氮等)吸附在基质表面。

同时,湿地中的植物根系也能拦截部分氮素,减少其进入水体的可能性。

(二)微生物作用1. 氨化作用:湿地中的微生物能够将有机氮分解为氨氮,为后续的氮去除过程提供基础。

2. 硝化作用:在好氧条件下,硝化细菌将氨氮氧化为亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。

这一过程需要氧气参与,因此在人工湿地中通常设置好氧区和缺氧区的交替环境,以利于硝化细菌的生长和活动。

3. 反硝化作用:在缺氧条件下,反硝化细菌将硝酸盐氮还原为氮气,从而从污水中去除氮素。

这一过程需要在缺氧环境中进行,通常在湿地的底层或水流较慢的区域进行。

(三)植物吸收人工湿地中的植物(如芦苇、香蒲等)能够通过根系吸收水中的氮素,并将其转化为自身的组成部分。

这样,植物在生长过程中就能将吸收的氮素同化,进一步减少水中的氮含量。

此外,植物的凋落物也能为基质和微生物提供营养物质,促进生态系统的循环。

四、结论人工湿地的氮去除机理是一个综合的过程,涉及物理吸附与截留、微生物作用以及植物吸收等多个方面。

这些机理共同作用,使得人工湿地能够有效地去除水中的氮素,保护水环境。

然而,人工湿地的运行效果受多种因素影响,如基质类型、植物种类、气候条件等。

因此,在实际应用中,需要根据具体情况进行设计和优化,以实现最佳的氮去除效果。

潮汐流人工湿地氮转化微生态过程的分子机制研究

潮汐流人工湿地氮转化微生态过程的分子机制研究

潮汐流人工湿地氮转化微生态过程的分子机制研究引言潮汐流人工湿地技术是一种有效的处理城市污水和农业径流的方法,能够降低氮和磷等营养物质的浓度,改善水质。

然而,潮汐流人工湿地的氮转化微生态过程的分子机制仍然不完全清楚。

本文旨在系统地研究潮汐流人工湿地中氮转化的微生态过程,并探讨其中的分子机制。

潮汐流人工湿地概述潮汐流人工湿地是一种通过调节进出水量和植物生长等手段,模拟自然湿地的处理效果。

它通过湿地植被和微生物的共同作用,降解和吸收废水中的污染物。

在氮转化方面,潮汐流人工湿地主要包括氨氧化、硝化和反硝化等过程,其中微生物扮演着至关重要的角色。

微生物群落的构成与功能微生物在潮汐流人工湿地中执行着氮转化的关键任务。

氨氧化细菌(A OB)和硝化细菌(N OB)负责将氨氮转化为硝酸盐氮,而反硝化细菌(D NB)将硝酸盐氮还原为氮气释放到大气中。

此外,硫酸盐还原菌(S RB)和硝酸盐还原菌(N RB)也参与了氮转化过程中的部分环节。

氨氧化细菌的分子机制氨氧化细菌在潮汐流人工湿地中起着重要作用,它们通过氨单加氧酶(A MO)和羟胺氧化酶(HA O)两个酶途径,将氨氮氧化为亚硝酸盐。

这一过程是一个典型的氧敏感反应,并受到温度、p H值和氧气浓度等因素的调控。

硝化细菌的分子机制硝化细菌在潮汐流人工湿地中继续将亚硝酸盐氧化成硝酸盐。

这一过程主要依赖于亚硝酸盐氧化酶(N XR)和硝酸盐还原酶(N AR)。

硝化细菌能够适应不同的环境条件,但过度的氨氮负荷和缺氧条件会对其活性产生不利影响。

反硝化细菌的分子机制反硝化细菌通过呼吸气体代替硝酸盐作为电子受体来还原硝酸盐。

亚硝酸盐还原酶(N IR)、亚硝酸还原酶(N R F)和一氧化氮还原酶(N OR)是反硝化细菌进行这一过程的关键酶。

此外,缺氮条件也会影响反硝化过程及其效率。

微生态调控对氮转化过程的影响潮汐流人工湿地中的微生态调控对氮转化过程具有重要影响。

植物根际区提供了适宜微生物生长的环境,并释放有机物质来满足微生物的营养需要。

《2024年人工湿地的氮去除机理》范文

《2024年人工湿地的氮去除机理》范文

《人工湿地的氮去除机理》篇一一、引言随着城市化进程的加快和工业化的不断发展,水体污染问题日益突出。

氮的排放超标已经成为我国许多流域水质污染的重要原因之一。

作为污水处理技术的重要手段,人工湿地利用自然的生态系统和生态过程来达到对氮的有效去除,具有良好的实际应用和科学探索价值。

本文将就人工湿地的氮去除机理进行深入探讨。

二、人工湿地的概述人工湿地是一种模拟自然湿地的人工生态系统,通过植物、微生物和基质之间的相互作用,实现对污水的净化。

它利用土壤、植物和微生物的物理、化学和生物作用,去除水中的氮、磷等污染物,达到净化水质的目的。

三、人工湿地的氮去除机理人工湿地的氮去除主要通过物理吸附、生物同化、微生物分解等过程实现。

具体来说,包括以下几个方面的机理:1. 物理吸附:人工湿地中的介质(如砂、土壤等)具有较大的表面积和吸附能力,可以吸附水中的氮。

这些介质对氮的吸附主要依靠介质表面的离子交换和静电作用,从而达到去除氮的目的。

2. 生物同化:湿地中的植物通过根部吸收水中的营养物质,包括氮、磷等,从而实现对其的同化。

植物的生物量在一段时间内可对一定数量的污染物进行存储。

这种方式可以在短期内减少水中污染物的含量,同时也为后期污水的治理提供了一定保障。

3. 微生物分解:人工湿地中的微生物对氮的去除起到了关键作用。

微生物在湿地环境中进行硝化反应和反硝化反应,将氨氮转化为氮气或氮氧化物,从而达到去除氮的目的。

这些反应需要适宜的环境条件(如温度、pH值等)和充足的氧气供应。

四、具体去除过程1. 氨化作用:在湿地中,氨化细菌将有机氮分解为氨态氮(NH4+)。

这个过程主要发生在基质表面或微小的水滴中。

2. 硝化作用:硝化细菌将氨态氮氧化为硝态氮(NO3-)。

这个过程需要在有氧环境下进行,产生的亚硝酸盐和硝酸盐会溶解在水中或被介质吸附。

3. 反硝化作用:在厌氧条件下,硝酸盐在反硝化细菌的作用下被还原为气态的氮气(N2)。

这个过程中氮的去除主要是通过湿地的土壤和植被进行的。

人工湿地的氮去除机理

人工湿地的氮去除机理

人工湿地的氮去除机理人工湿地的氮去除机理人工湿地作为一种生态工程手段,被广泛应用于水体的净化和环境保护领域。

其中,对水体中氮的去除具有重要意义,因为氮是水体中的主要污染物之一,过高的氮含量会导致水体富营养化,进而引发水体生态系统的破坏。

本文将从人工湿地的氮去除机理进行探讨,以期更好地理解人工湿地在氮去除方面的作用和意义。

在人工湿地中,氮的去除主要包括氮素转化和氮素沉降两个过程。

首先,氮素的转化是指将水体中的无机氮转化为有机氮或氮气的过程。

在此过程中,主要涉及到氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐等形式的氮素。

人工湿地的植物和微生物是氮素转化的主要驱动力,它们通过吸收和利用水体中的氮素,加快氮素的转化速率。

植物通过吸收和利用水体中的氮素,使其转变为有机氮,并存储在植物身体中。

同时,湿地中的微生物通过生物降解等代谢过程将水体中的氮转化为氮气,从而实现氮素的去除。

其次,氮素的沉降是指水体中的氮沉积到湿地底部或沉积物中的过程。

在此过程中,湿地底部的沉积物起到了重要的作用。

湿地底部的沉积物富含有机质,其中的微生物能够吸附和转化水体中的氮素。

此外,湿地底部的沉积物还能够吸附和沉淀氮素,从而实现氮素的沉降。

此外,湿地植物的根系也能够通过吸附和沉淀氮素的方式,促进氮素的沉降。

人工湿地的氮去除机理是复杂而多样的,它受到多种因素的影响。

首先,湿地的水深和水流速度对氮的去除有着重要影响。

适当的水深和适度的水流速度有利于氮素转化和沉降过程的进行。

其次,湿地中植物种类和数量也会影响氮的去除效果。

不同植物对氮素的吸收和利用能力不同,植物种类的选择和数量的调控对氮的去除效果具有重要意义。

此外,水体的温度、光照强度、氧气含量等环境因素也会对氮的去除过程产生影响。

综上所述,人工湿地的氮去除机理是一个复杂而多样的过程。

通过湿地中的植物和微生物的作用,将水体中的无机氮转化为有机氮或氮气,并促使氮素沉积到湿地底部或沉积物中,从而实现对氮的去除。

然而,人工湿地的氮去除机理受到多种因素的影响,需要综合考虑不同因素之间的相互作用,以提高氮去除的效率和效果,为水体的净化和环境保护做出更大的贡献综合考虑湿地底部沉积物和湿地植物的作用,人工湿地的氮去除机理是一个复杂而多样的过程。

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人工湿地系统中甲烷和氧化亚氮的同步消减及机制研究
湿地是温室气体甲烷(CH<sub>4</sub>)和氧化亚氮(N2<sub>O</sub>)的重要排放源之一,二者的升温潜势分别是二氧化碳(CO2)的25倍和310倍,对于全球气候变化产生重要影响。

微生物在人工湿地CH<sub>4</sub>和
N2<sub>O</sub>的产生和消减中起到主要作用。

在基质厌氧区,有机物经多级发酵降解产生CH<sub>4</sub>,经好氧/厌氧
氧化成CO2或直接释放。

N2<sub>O</sub>是在微生物硝化、反硝化过程中产生的,也可在微生物介导下进一步还原为N2。

目前,CH<sub>4</sub>氧化耦合反硝化过程关联了三种温室气体之间的产生与消耗,然而其微生物学机制还存在争议。

CH<sub>4</sub>可用作反硝化过程的碳源,N2<sub>O</sub>是反硝化作用的中间产物,CH<sub>4</sub>和
N2<sub>O</sub>的产生与释放必定存在相关关系,但目前缺乏对二者的相关性研究。

本研究从三种温室气体释放的相关关系入手,探讨了人工湿地中
CH<sub>4</sub>、CO2和N2<sub>O</sub>的释放规律,进而通过小试试验结合化学热力学分析,发现了 CH<sub>4</sub>和N2<sub>O</sub>的同步消减作用;通
过在实验室条件下微生物的长期富集培养,验证了氧化亚氮驱动型甲烷氧化过程,最终明确了氧化亚氮驱动型甲烷氧化作用的影响因素及微生物学机制,该研究可为人工湿地中CH<sub>4</sub>和N2<sub>O</sub>的同步减排提供理论依据,对于完善全球碳氮循环具有重要意义。

主要研究成果如下:(1)人工湿地中
CH<sub>4</sub>与N2<sub>O</sub>的释放通量呈现正相关关系,与CO2的释放存在负相关关系。

本研究构建了底泥、沙土两种类型基质的表面流人工湿地小试系统,测定了系统的温室气体释放情况,碳氮污染物去除效果及微生物群落结构,分析了三种温室气体产生与释放的相关关系。

结果表明底泥基质中N2<sub>O</sub>和
CH<sub>4</sub>的平均释放通量显著低于沙土基质,CO2的平均释放通量显著高于沙土基质。

CH<sub>4</sub>和N2<sub>O</sub>的释放通量存在显著正相关关系,但它们与CO2的释放均存在负相关关系。

CH<sub>4</sub>和N2<sub>O</sub>的释放与疣微菌门的相对丰度存在显著正相关关系,CO2的释放与硫杆菌属相对丰度存在显著正相关性。

两种类型基质的湿地系统对碳氮污染物均达到了较好的去除。

底泥基质中的反硝化作用更明显,沙土基质中COD的去除率更高。

底泥基质中微生物丰度高于沙土基质,特别是硫杆菌属的相对丰度较高,沙土基质中蓝藻细菌的相对丰度较高。

(2)人工湿地基质中N2<sub>O</sub>能够抑制CH<sub>4</sub>的产生并促进CH<sub>4</sub>的氧化,从而实现
CH<sub>4</sub>和N2<sub>O</sub>的同步消减。

本研究选取不同类型湿地基质样品,开展了不同类型湿地基质中
CH<sub>4</sub>和N2<sub>O</sub>的产生和释放研究,结合稳定同位素示踪和宏基因组测序技术,阐明了CH<sub>4</sub>和N2<sub>O</sub>的同步消减过程和微生物响应机制。

N2<sub>O</sub>抑制了产甲烷菌的表达活性。

在小湄河、白云湖人工湿地中检测到CH<sub>4</sub>和N2<sub>O</sub>的同步消减现象,添加N2<sub>O</sub>的实验组在48 h释放的CH<sub>4</sub>比对照组分别减少了 58.96%和72.90%。

通过短期培养和同位素示踪技术进一步分
析N2<sub>O</sub>对CH<sub>4</sub>氧化的影响,结果发现添加N2<sub>O</sub>促使甲烷氧化菌的表达活性提高了 1.1倍,C02产生速率是对照组的1.45
倍,N2<sub>O</sub>促进了 3.41 mmol CO2/g干重/d的CH<sub>4</sub>氧化。

通过吉布斯自由能计算验证了N2<sub>O</sub>还原与CH<sub>4</sub>氧化的反应过程从热力学角度是可行的,宏基因组测序注释出了完整的甲烷氧化路径。

(3)提出并验证了氧化亚氮驱动型甲烷氧化过程,氧化亚氮驱动型甲烷氧化是一种氧化亚氮还原耦合内部好氧的甲烷氧化过程。

本研究在缺氧条件下运行了富集培养反应器,利用CH<sub>4</sub>和
N2<sub>O</sub>作为主要碳源、能源和氮源,富集培养了小湄河人工湿地底泥基质,分析了不同阶段的微生物群落结构变化,提出并验证了氧化亚氮驱动型甲烷
氧化过程。

结果发现经过500天的富集培养,甲烷氧化菌功能基因pmoA和反硝化菌功能基因nosZ的丰度分别增加了 38倍和8倍。

甲基球菌目中的甲基暖菌属成为相对丰度最高的甲烷氧化菌,红环菌目中的陶厄氏菌属成为相对丰度最高的反硝化菌。

稳定同位素示踪实验直接证实了
N2<sub>O</sub>和CH<sub>4</sub>的同步消减是氧化亚氮驱动型甲烷氧化过程,此过程是一种N2<sub>O</sub>还原耦合内部好氧的CH<sub>4</sub>氧化过程。

(4)明确了氧化亚氮驱动型甲烷氧化作用机理为甲烷氧化菌和反硝化菌的协同作用,并解析了其影响因素。

本研究采用厌氧培养瓶,通过设定不同的进气比和温度条件,确定了碳氮消耗比值和CO2产生速率,解析了相关微生物群落结构、表达活性和功能,阐明了氧化亚氮驱动型甲烷氧化作用的影响因素及微生物学机制。

结果发现高N2<sub>O</sub> 比比值条件
(nN2<sub>O</sub>:nCH<sub>4</sub>=2:1)下富集培养效果优于低
N2<sub>O</sub> 比比值(1:1),低浓度N2<sub>O</sub> 比比高浓度
N2<sub>O</sub>更有利于发生氧化亚氮驱动型甲烷氧化作用,实际
CH<sub>4</sub>与N2<sub>O</sub>消耗量的比值为76:1,CO2产生速率在前12h 较高,最高可达1.08μmol/L。

氧化亚氮驱动型甲烷氧化过程为甲烷氧化菌和反硝化菌的协同作用。

20℃C有利于N2<sub>O</sub>的还原,35℃C有利于CH<sub>4</sub>的氧化。

好氧甲烷氧化菌可以消耗CH<sub>4</sub>作为碳源和能源,反硝化菌利用其释
放的有机中间体作为电子供体来还原N2<sub>O</sub>。

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