太湖沉积物中厌氧铁氨氧化过程

摘要：

铁氨氧化(Feammox)是近年来发现的一种新型的厌氧氨氧化耦合三价铁[Fe(Ⅲ)]还原的脱氮途径,该途径对于水生态系统中的氮素自净可能有着重要的作用.但是相对于废水处理和农田土壤,目前自然水体中Feammox相关的研究相对甚少.为此,本研究采集太湖不同区域沉积物进行厌氧培养,并借助同位素技术和分子生物学等手段,对沉积物中铁、氮循环相关细菌、Feammox影响因素以及潜在速率等进行了探究.厌氧培养过程中,亚铁[Fe(Ⅱ)]和各形态氮的浓度以及沉积物形态和颜色的变化,表明沉积物中发生了 Feammox反应,并且硝酸盐(NO 3-)是铵(NH4+)氧化的重要产物之一.不同氨氮(NH4+-N)添加量的厌氧培养实验表明,NH4+可以促进Fe(Ⅲ)的还原,但过量的NH4+可能会产生抑制效应.不同Fe(Ⅲ)添加量的各处理中,NH4+-N浓度的变化无显著差异(P＞0.05,ANOVA),但是高Fe(Ⅲ)添加量的处理中,硝酸盐氮(NO3--N)浓度显著高于其它处理(P＜0.01,ANOVA),表明Fe(Ⅲ)的添加可以促进NH4+氧化为NO3-的过程.厌氧培养过程中,NO3--N浓度急剧上升后又快速下降,伴随着反硝化功能相关的菌属相对丰度的大大增加,说明体系中可能发生了 Feammox和反硝化的耦合.同位素富集培养结果表明,太湖不同区域沉积物均有较高的Feammox潜在速率(0.17～0.51 mg N/(kg·d)),表明Feammox在太湖氮素自净过程中可能发挥了重要的作用.

关键词：铁氨氧化、沉积物、太湖、蓝藻水华

所属期刊栏目：35

分类号：X703.1;X524;X171

资助基金：国家自然科学基金42177185

在线出版日期：2023-09-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1604-1612