随着工农业的迅速发展,水体污染已经成为制约我国社会经济持续发展的重要因素之一。氨氮等含氮物质是水体污染的主要物质。依据生态学原理,利用水体脱氮微生物消除氮素污染具有广阔前景。针对目前同类研究,多注重水体本身净化,轻底泥的净化,重单一功能微生物利用,轻复合菌系和芽孢类细菌利用,致使净化效果不理想和难以产业化开发的现状。本研究以污染水体的底泥为材料,筛选对主要氮化物氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮具有良好脱除功能的芽孢类复合菌系,同时对优良菌株的氮转移途经进行研究。本实验从底泥中总共分离到芽孢菌311株,其中亚硝化细菌103株,硝化细菌112株,反硝化细菌96株。经过实验室条件下含氮类物质消解实验、自然水体含氮类消解实验、自然水体菌株组合实验,以及开放水域实地投放实验,获得了由Y907、X802和F512组合形成的优良复合菌系。三株菌分别对氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮具有较强的脱除功能,且具有互生性。在室内条件下,48h内复合菌系对氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的消解率分别达到了54.04%、59.3%和75.3%,在一周时间内对自然水中的氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮脱除率达到了59.7%、93.3%和92.7%,对含底泥覆盖水中含氮物质有明显的消解作用。对三株优良菌株进行了分类鉴定和安全鉴定。Y907和X802均属为好氧型细菌,F512为兼性好氧型菌。经过表型观察、生理生化鉴定和16s rDNA测序,鉴定Y907为巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium), X802为类芽孢杆菌(Paenibacillus lactis), F512为短短芽孢杆菌(Brevibacillus reuszeri)。三株菌对小白鼠和三大淡水鱼类安全,未发现任何毒副作用。进行了不同环境条件对功能菌株脱氮效果的影响研究,结果表明,Y907、X802和F512具有广泛的环境适应性,可以以碳酸钠、乙酸钠、酒石酸钾钠、葡萄糖、蔗糖等为唯一碳源生长和发挥脱氮功能,最佳碳源分别为葡萄糖、蔗糖和葡萄糖。三株菌的最佳C/N较为接近,Y907为5,X802和F512为10：最佳温度为25℃,最适pH为7。在白洋淀水域网箱养殖区进行了为期30天的底泥净化试验,对底泥有机质、全氮、全磷、全钾、可溶磷、速效钾、氨氮有明显的消解作用,其中对氨氮的相对消解率最高,达到了132%。分别对菌株Y907、X802和F512进行了氮转移途径研究,结果表明,三株菌的脱氮途径基本一致,主要包括：一是被菌体生长所利用,转化为菌体自身的生长物质,这也是氮消解的主要途径;二是氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮三种氮化物间的相互转化；三是反硝化生成氮气或其他氮氧化物释放到空气中。