生物脫氮過程中氮的轉(zhuǎn)化途徑的初探-在線瀏覽
2025-05-22 23:44本頁面
【正文】 化硝化是指NH3或NH4＋經(jīng)由NO2被氧化為NO3的過程。這些微生物可分為兩類，第一類微生物將NH3或NH4＋氧化為NO2，被稱為初級硝化菌，典型的如Nitrosomonas europaea；第二類微生物將氧化為NO3，被稱為次級硝化菌，典型的如Nitrobacter winogradskyi（Macdonald, 1986。通常利用基因探測針的方法可以對活性污泥中參與硝化的微生物進(jìn)行分析和檢測（Wagner等1996）。硝化過程會產(chǎn)生一些中間產(chǎn)物。氨單一氧酶的催化作用會受到一些底物的限制，這些底物通過共價(jià)鍵將酶結(jié)合到其活性區(qū)域從而會抑制酶對NH3的催化氧化功能。 Pa的范圍內(nèi)會抑制NH3的氧化（Berg et al.,1982）。但與C2H2相比它的優(yōu)點(diǎn)是在較高濃度下（10kPa）不會影響反硝化過程(Oremland and Culbertson,1992)。NO2?氧化為NO3的酶是亞硝酸鹽氧化還原酶（Bock et al.,1986）。另外，濃度過高的NH3會對硝化細(xì)菌產(chǎn)生毒性。因而，就算在硝化細(xì)菌數(shù)量并不多的環(huán)境中，它在氮的轉(zhuǎn)化方面的作用是很大的。N2O的產(chǎn)生來源于價(jià)態(tài)介于NH4＋和NO2之間的NH3的氧化物的化學(xué)分解作用，例如NH2OH或NO2?本身。因而，NH3氧化為NO2的過程可能是產(chǎn)生N2O的一個(gè)源頭。 非自養(yǎng)型硝化與自養(yǎng)型硝化細(xì)菌利用硝化作用作為能量來源合成CO2不同，非自養(yǎng)型硝化細(xì)菌利用有機(jī)碳作為碳源和能量（Robertson and Kuenen,1990。雖然自養(yǎng)型硝化和非自養(yǎng)型硝化的底物、最終產(chǎn)物以及中間產(chǎn)物是相同的，但在兩個(gè)過程中發(fā)生作用的酶是有區(qū)別的。非自養(yǎng)型硝化細(xì)菌不僅能氧化NH3，同樣能氧化氮的其它有機(jī)物例如尿素（Papen et al.,1989）。與傳統(tǒng)的反硝化細(xì)菌不同（見下文），這些非自養(yǎng)型硝化細(xì)菌經(jīng)常能夠在有氧條件下進(jìn)行反硝化（Robertson et al.,1989）。Richardson et al.,1998）在有氧環(huán)境下，每個(gè)細(xì)胞單位的非自養(yǎng)型硝化細(xì)菌比自養(yǎng)型硝化細(xì)菌產(chǎn)生更多的N2O（Papen et al.,1989。雖然普遍認(rèn)為非自養(yǎng)型硝化是較小的N2O產(chǎn)生源，但在一定條件下非自養(yǎng)型硝化仍會產(chǎn)生大量的N2O，例如低PH值，較高的氧濃度以及有機(jī)物質(zhì)較好的生物可利用性（Papen et al.,1989。4. 反硝化（denitrification）反硝化是NO3轉(zhuǎn)化為N2的過程，這一過程中會產(chǎn)生一些中間產(chǎn)物（如圖2）。這些占主導(dǎo)地位的微生物是特殊的厭氧微生物，在氧濃度較低或者厭氧條件下，它能以NO3替代氧氣作為電子受體。與硝化相比，N2O在反硝化過程中是一種中間物質(zhì)。如果NO3較多N2O/N2的比例就會較高，因?yàn)镹O3是比N2O更強(qiáng)的電子受體（Schlegel,1992）如果水中
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