海水养殖池塘底泥异养硝化作用的研究

以两种不同养殖对象池塘中的浅层底泥为样品,研究其在外加有机碳源(乙酸钠)的情况下硝化作用所受的影响,包括了NO2--N累积量的变化和培养液pH值的变化。结果表明,在外加有机碳源(乙酸钠)的情况下,供试底泥的硝化作用虽然受到了一定的影响,但仍然存在,且保持了较高的硝化能力。并进一步考察了上述两种底泥对水体中有机质、氨态氮和亚硝酸盐的去除能力,探寻了利用异养硝化作用改善水质环境的潜力。

漫谈硝化作用

介绍经典硝化作用、单步硝化作用、异养硝化作用及相应的硝化微生物,并简述硝化作用对生物圈的影响。

异养硝化机理的研究进展

硝化作用是自然界氮素循环的一个重要环节。除了传统上的自养硝化细菌以外,至今为止已发现许多异养微生物可以进行硝化作用。异养硝化已成为环境领域的热点问题。简要的介绍了自然界中的异养硝化微生物的分布以及针对其生物多样性而建立的探测和分离方法。着重从异养硝化的关键酶,相关基因,电子传递及代谢途径这几个方面综述了异养硝化机理的研究进展。最后总结了目前在研究异养硝化机理过程中存在的问题,并对其今后进一步的研究方向做出了展望。

一株异养硝化细菌的分离鉴定及紫外诱变育种

以活性污泥为主要来源,筛选得到一株具有硝化作用的异养型细菌N18,对其16S rDNA进行测序分析,确定N18为假单胞菌属(Pseudomonassp.)。以70%-80%致死率为紫外诱变条件,经高浓度氨氮(15 g/L)培养基初筛得到8株突变株,以脱氮效率为复筛指标,得到一株氨氮去除率最高的突变株NF34。经过72 h培养,突变株NF34氨氮去除率达到85.06%,比诱变前菌株N18提高了11.99%,初始氨氮浓度分别为100、200和500 mg/L时,脱氮率分别提高了6.14%、11.49%、10.75%,在此过程中,亚硝态氮积累量较小,证明诱变也是获取高活性硝化细菌的有效手段。

1株Arthrobacter arilaitensis菌的耐冷异养硝化和好氧反硝化作用

分别采用高浓度的铵态氮、硝态氮、亚硝态氮、有机氮模拟废水和铵态氮与硝态氮、铵态氮与亚硝态氮混合模拟废水,研究耐冷反硝化细菌Arthrobacter arilaitensis Y-10的异养硝化、好氧反硝化以及同时硝化和反硝化能力,通过测定Y-10菌株在整个脱氮过程中的D600值,分析细菌生长与生物脱氮之间的联系.结果表明,耐冷菌株Arthrobacter arilaitensis Y-10具有很强的硝化和反硝化能力,15℃条件下,4 d内分别可将铵态氮由208.43 mg·L^(-1)降至72.92 mg·L^(-1),去除率65.0%;硝态氮由201.16mg·L^(-1)降至0 mg·L^(-1),去除率为100%;亚硝态氮由194.33 mg·L^(-1)降至75.43 mg·L^(-1),去除率为61.2%.该菌只在含硝态氮的模拟废水中才会产生亚硝态氮积累;此外,在混合模拟废水中,以去除铵态氮为主.总之,Arthrobacter arilaitensis Y-10能在15℃条件下有效进行异养硝化和好氧反硝化作用,在不同无机氮混合模拟废水中对铵态氮的去除率高达80.0%以上.

高效异养硝化细菌Alcaligenes faecalis Ni3-1的分离及其脱氨特性研究

从生活排污渠中分离筛选出高效异养硝化菌株Ni3-1,通过形态和16S r DNA序列分析,初步鉴定为Alcaligenes faecalis。脱氨特性研究表明:Ni3-1的异养硝化作用主要发生在指数期;碳源对菌株脱氨效果影响较大,柠檬酸三钠和丁二酸钠为最佳碳源;在氨氮为10~1 000 mg/L时,Ni3-1均表现出较高的脱氨能力;Ni3-1适应能力较强,温度为25~35℃,p H为6~9,C/N为10~15时,24 h氨氮去除率均达95%以上。将Ni3-1用于处理高氨氮猪场废水,48 h氨氮去除率可达93.2%,且未检测到亚硝态氮和硝态氮的积累。总体而言,菌株Ni3-1在脱氨效率和适应能力方面具有明显优势,在污水脱氮处理中具有一定的开发利用价值。

内蒙古典型草原土壤N_2O产生的机理探讨

利用AIM乙炔抑制法,首次测试了我国典型草原土壤与N2O 产生相关的微生物参数,并通过分析研究不同类型草原土壤N2O 产生的微生物过程和相关微生物菌群的季节变化,揭示了内蒙古典型草原土壤N2O产生是以异养硝化作用过程为主的微生物过程,从而解释了内蒙古典型草原土壤N2O通量较低及其季节变化特征的微生物学机理.

前期不同水分状况对土壤氧化亚氮排放的影响

田间采集的新鲜土壤样品分别在室温下风干(土样D)和淹水(土样S)保存110d后,将二者的含水量分别调至20%、40%、60%、80%、100%持水量(WHC,Water Holding Capacity),在25℃下培育138h,设置不通和通入10%(v/v)乙炔的处理。结果显示,在20%～80%WHC下培育时,土样S的氧化亚氮(N2O)排放量为土样D的2.48倍～6.36倍(p<0.01),而在100%WHC水分含量下培育时,土样S的N2O排放量仅为土样D的19%(p<0.01),通入乙炔不但未使土样D的N2O排放量增加,反而显著减少。通入乙炔的处理,培养结束后硝态氮的含量增加。随培育水分含量的升高,土样S和土样D的二氧化碳排放量增大。供试土样可能存在异养硝化作用。前期水分的差异显著影响土壤N2O排放量,故在田间测定土壤N2O排放量时,要考虑土壤前期水分的差异。

温带草甸草原土壤N_2O产生过程研究

以大量的室内模拟培养实验,以内蒙古温带草甸草原土壤为研究对象,利用AIM乙炔抑制法,模拟野外条件对原样土壤样品进行N2O产生过程进行研究。实验结果表明:内蒙古温带草甸草原土壤N2O产生过程以硝化作用为主。其中异养硝化作用起主导作用,自养硝化潜势和反硝化潜势在草原植物不同生长季节变化不同,总体上异养硝化潜势>自养硝化潜势>反硝化潜势。由于自养硝化作用在不同季节的发生,使得草甸草原土壤N2O的产生潜势也高、低起伏变化。从而揭示了内蒙古温带草原土壤以异养硝化作用过程为主产生N2O和N2O排放通量较低的微生物学机理。