阅读说明：本技术 一种测定沉积物全程硝化反应速率及对氨氮去除率的方法 (Method for measuring whole-course nitration reaction rate of sediment and ammonia nitrogen removal rate ) 是由 王衫允 祝贵兵 王晓敏 于 2020-04-01 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种测定水体沉积物全程硝化反应速率及其对氨氮去除贡献率的方法,属湿地氮污染控制领域。其原理是利用氯酸盐对亚硝酸盐氧化酶和辛炔对氨氧化细菌和古菌的选择性抑制,测定沉积物中全程硝化微生物的反应速率,并计算其对氨氮去除的贡献率。主要步骤包括：(1)待测沉积物的抑制剂处理及培养：①不添加,②添加氯酸钾,③添加氯酸钾和辛炔；(2)测培养过程中沉积物NO<Sub>3</Sub><Sup>-</Sup>和NO<Sub>2</Sub><Sup>-</Sup>浓度；(3)与培养时间线性回归得全程硝化反应速率；(4)计算全程硝化对氨氧化去除的贡献率。该方法能模拟原位温度、营养元素、含水率等,可精确、高效地测定自然界多种水体沉积物中全程硝化反应速率及其对氨氮去除率的研究,推动全程硝化研究的发展。(The invention discloses a method for measuring the whole-course nitration reaction rate of water body sediment and the contribution rate of the water body sediment to ammonia nitrogen removal, belonging to the field of wetland nitrogen pollution control, wherein the principle is that the chlorate is utilized to selectively inhibit nitrite oxidase and octyne from ammonia oxidizing bacteria and archaea, the reaction rate of the whole-course nitration microorganisms in the sediment is measured, and the contribution rate of the whole-course nitration microorganisms to ammonia nitrogen removal is calculated 3 ‑ And NO 2 ‑ Concentration; (3) linearly regressing with the culture time to obtain the whole nitration reaction rate; (4) and calculating the contribution rate of the whole-course nitration to the ammonia oxidation removal. The method can simulate in-situ temperature and operationThe method can accurately and efficiently measure the whole-course nitration reaction rate in various water sediments in the nature and the research on the ammonia nitrogen removal rate, and promotes the development of the whole-course nitration research.)

技术领域

本发明涉及湿地氮污染控制领域，新型氮循环微生物全程硝化细菌规避了硝化过程限速步骤-氨氧化过程，可实现水生态系统中的氨氮污染物的快速去除，并且避免有毒中间产物亚硝酸盐的产生；同时由于其较传统两步法而言反应电势更低，因此更加广泛的作用于自然环境中氨氮去除，为水环境水生态中氨氮治理提供新思路。

背景技术

氮(N)循环主要由微生物驱动，微生物通过一系列氧化还原反应转化为不同的氮化合物。以不同氧化还原梯度为特征的两相之间的界面往往是生物地球化学N循环的热区。硝化作用是氮循环的限速步骤，是微生物将氨连续氧化成硝酸盐的生物学过程，是生物地球化学氮循环和生物废水处理工艺中的关键过程，也应用在农业的许多方面而发挥重要作用。自19世纪90年代发现以来，一直认为硝化作用由两类不同的化能自养型细菌：氨氧化微生物(氨氧化细菌(ammonium-oxidizing bacteria，AOB)和氨氧化古菌(ammonium-oxidizing Archaea，AOA))和亚硝酸盐氧化细菌(nitrite-oxidizing bacteria，NOB))完成的两步氮循环过程。尽管研究表明氨氧化古菌(ammonium-oxidizing archaea，AOA)在土壤和水生系统的硝化过程中发挥着重要作用，但这并没有改变对硝化作用的传统认识，即氨是由微生物经两步氮循环过程最终被氧化为硝酸盐。随后，厌氧氨氧化(anammox)的发现表明在缺氧和厌氧条件下氨氧化过程的真实存在，其与传统的氨氧化过程完全不同。新的氮循环的过程的不断发现表明，我们对总氮循环的认知还不进完整。Costa等认为，从微生物能量代谢的角度分析，理论上存在完全硝化的细菌，但并没能获得直接的证据。最近，有研究表明，Nitrospira属中的微生物可以独立完成氨氧化成硝酸盐的氮代谢过程，并将这类微生物定义为全程硝化微生物。这一过程的发现使我们对硝化作用有了一个全新的认识和理解。近年来，在人造水生和耕作土壤生态系统中已广泛检测到全程硝化细菌，但全程硝化细菌对自然生态系统中氨氧化过程和总氮循环的贡献仍然不清楚。