潜流型人工湿地污水处理系统氮去除及氮转化细菌的研究

潜流型人工湿地污水处理系统具有一定的氮净化能力，总氮（ＴＮ）去除率分别为４９３４％（芦苇系统）、４５４９％（茭白系统）、３８６９％（无植物系统）．湿地中氮转化细菌丰富，氨化细菌为１０６—１０７ｃｆｕ／ｇ（土壤），亚硝化菌为１０３—１０５ＭＰＮ／ｇ（土壤），硝化菌１０３—１０４ＭＰＮ／ｇ（土壤），反硝化细菌为１０４—１０６ＭＰＮ／ｇ（土壤）．亚硝化菌数量有植物系统高于无植物系统，前部高于后部，硝化菌数量有植物系统高于无植物系统，中后部高于前部．

潜流人工湿地植物根区氮转化细菌及脱氮效果

用平板稀释涂布法和多管发酵法,测定了某潜流人工湿地根区氮转化细菌的数量,研究了人工湿地根区氮转化细菌的数量与TN去除效果的关系,测试结果：氨化细菌为5.0×10^4～4.6×10^6CFU/g,亚硝化细菌为53～600 MPN/g,反硝化细菌为120～1500 MPN/g,表现为氨化细菌是优势细菌,亚硝化和反硝化细菌数量较少。沿水流方向各级湿地单元根区氮转化细菌呈递减趋势（即第一级湿地单元〉第二级湿地单元〉第三级湿地单元）;同级不同植物湿地单元中氮转化细菌数量无明显差异。湿地单元TN去除率低,氮转化细菌数量与TN的去除率关系不明显。

风车草(Cyperus alternifolius)人工湿地系统氮去除及氮转化细菌研究

研究了风车草人工湿地污水处理系统TN去除率及氮转化细菌的数量。结果表明:风车草人工湿地对TN的去除率为73.8％,与无植物人工湿地系统相比较,去除率提高了17.4％。风车草人工湿地氨化细菌为7.98×10~5cfu·g^(-1)(细砂),硝化细菌为1.95×10~5MPN·g^(-1)(细砂),反硝化细菌为5.89×10~41.95×10~4MPN·g^(-1)(细砂)。与无植物系统氮转化细菌相比,氨化细菌无明显差异,硝化细菌及反硝化细菌均高出1个数量级。

潜流型人工湿地污水处理系统氮去除及氮转化细菌的研究

潜流型人工湿地污水处理系统具有净化效果好、维护相对简便、总体成本较低的特点,在广大农村得以普及。根据各地地域特点,通过研发更具针对性的氮去除及氮转化人工湿地,使污水处理效果最佳。但是,因为气温、水底质特征、湖泊湿地植被、土壤微生物、湿地水蒸腾量等,直接影响人工湿地对氮污染的消除及转化效应。受诸多因素的影响与约束,一定程度上制约着自然湿地净化效益的提高。在此背景下,本文对潜流型人工湿地污水处理系统氮去除及氮转化细菌展开研究,对氮去除及氮转化的机理进行阐述,同时对人工湿地中三氮的分布与转化进行说明。

芘对土壤微生物氮转化功能菌群的影响特征

通过构建好氧降解微环境,分析环境浓度下的芘(12.09mg/kg)对土壤酶活性,氮转化全过程以及相关功能微生物的影响.结果发现,芘仅在降解第1d显著促进了脲酶活性,而在降解最初和后期均显著刺激了脱氢酶活性.从细菌群落结构分析可知,由于氨氧化菌(Nitrososphaeraceae)相对丰度的变化,导致花在处理前期对其介导的好氧氨氧化,硝化功能表现为促进作用,在后期表现为抑制作用,而对于固氮细菌(Bradyrhizobium,Mesorhizobium和Ensifer),尿素分解细菌(Roseomonas)以及硝酸盐还原细菌(Opitutus)则作用相反.与微生物群落结构以及相关功能预测的变化不同,功能基因定量分析表明,芘虽在培养初期对固氮基因nifH表现为抑制作用,但nifH的丰度呈增长趋势.结合土壤氨氧化和反硝化过程中关键酶活性及编码基因的变化,芘在培养前期未促进氨氧化过程,但在15d后明显抑制了土壤氨氧化和反硝化过程,其中对氨氧化过程的抑制作用更为显著.本研究阐明了芘对土壤微生物氮转化过程的影响特征,为了解芘的环境风险提供重要参考价值.

稻油轮作农田土壤碳氮微生物群落多样性特征

在洱海流域水稻-油菜轮作农田设置不同有机碳源相同施用量的7 a长期定位试验,该文基于土壤碳氮转化功能基因cbbL和nifH,运用Illumina-MiSeq高通量测序技术,解析土壤固碳和固氮功能厌氧微生物群落Alpha多样性、Beta多样性及种群组成对有机碳源输入的响应特征。结果表明,有机碳源对土壤碳转化功能厌氧微生物群落的Alpha多样性影响不显著(p≥0.05),而显著降低氮转化功能厌氧微生物的Observed species指数和Shannon指数(p<0.05)。有机碳源输入可促进土壤碳氮转化功能厌氧微生物群落差异性增强,显著提高了变形菌门和放线菌门种群的相对丰度(p<0.05)。在土壤环境因子中,土壤有机质含量对固碳厌氧细菌群落的解释度最高,全氮含量对厌氧固氮细菌群落的解释度最高。有机碳源的外源输入主导了氮转化功能厌氧微生物种群的生理生态功能,进而对氮转化作用的过程产生影响。研究结果有助于准确了解土壤厌氧微生物结构变化对土壤碳氮素变化产生的影响及其途径,为区域农田生态系统优化管理及合理保护提供理论支撑。

复合地下渗滤床中污水脱氮效果及影响因素的研究

设有分水装置的复合地下渗滤对氮有较好的去除效果,当进水TN在28.34～ 50.82 mg/L时,系统对NH3＋-N去除率为76.76％,TN去除率为64.33％.该系统内氨化菌、硝化菌、亚硝化菌等自养菌在各级渗滤床上部分布均匀且处于较高数量级（105～ 106 MPN/g）,二级渗滤床内反硝化菌明显高于一级渗滤床,其数量106～107 MPN/g.各级渗滤床中氮转化菌分布和ORP测定结果表明该系统具有较好的硝化-反硝化环境条件,其中影响脱氮效果的主要因素是N/C和Nv.