氨氧化是氨氮(NH4+-N)进入氮循环的起始步骤.因催化这一反应进行的氨氧化菌生长缓慢,使得氨氧化过程成为影响硝化速率的一个决定因素[1],因此研究氨氧化过程对整个氮循环的影响具有重要意义.溶氧(dissolved oxygen,DO)是影响氨氧化过程的一个重要环境因素.Yuan等[2]研究发现,当污泥反应器中DO 浓度从4. 5 mg·L - 1降至1. 0 mg·L - 1时,硝化速率( 以NH+4 -N/MLSS 计,下同) 从0. 059 5mg·( g·min) - 1 降到0. 025 1 mg·( g·min) - 1 . Ruan等[3]考察,发现DO 浓度与玄武湖沉积物硝化细菌数呈极显著正相关性. Nerenberg 等[4]研究发现,DO 不仅影响生物膜的硝化活性而且影响亚硝化氧化菌的群落结构. Park 等[5]也发现,恒化器活性污泥中的AOB 群落结构在不同DO 浓度下有很大差异,这些经过驯化的AOB 对不同DO 浓度的响应也有差异. 迄今为止,DO 对氨氧化过程及氨氧化菌影响的研究大多集中在废水处理装置等生物反应器上,较少涉及河口湿地等自然环境.
与生物反应器不同的是,河口湿地受潮水影响,呈现周期性淹没和暴露,使其成为一个典型的沉积物-水-气周期性交互作用的界面,导致沉积物中的物理、化学和生物性质发生一系列变化[6,7]. 其中,上覆水DO 的变化尤为显著,一般要经历饱和、好氧、缺氧和厌氧4 种DO 状态. 因而DO 的变化对河口湿地氨氮的转化乃至氮循环具有重要影响. 已有研究表明,氨氧化菌群在富集培养条件下与自然环境条件下具有较高的相似性[8]. 因此,本研究先采用富集培养的方式,分析DO 对氨氧化菌群落及氨氧化速率的影响,以期明晰DO 对氨氧化作用的影响机制,为认识氮素的生物地球化学循环奠定基础. |