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亚硝酸盐型甲烷厌氧氧化(N-DAMO)是某些微生物在厌氧条件下以甲烷为电子供体和惟一碳源还原亚硝酸盐(NO2-)为氮气(N2)的过程,为解决废水生物脱氮的碳源不足问题提供了新思路。然而,N-DAMO菌群生长缓慢,对环境要求严苛,富集培养难度大,工程应用困难,必须对其生理生态特性进行更为深入的研究。本文以湿地土壤为菌源,通过强化富集成功获得N-DAMO菌群,并在解析群落结构的基础上,进一步研究了主要环境因子和生长因子对其代谢活性的影响。以湿地土壤为接种物,通过初级富集和不同的强化培养,获得2个N-DAMO菌群。在NO2-浓度1.5 mmol·L-1、30℃、PCH4 98 k Pa和140 rpm等条件下震荡培养19 h,2个N-DAMO菌群富集物的NO2-还原速率均为0.27mmol·g-1·d-1,表现出较高NO2-还原能力。16S r RNA基因序列的系统发育树表明,2个富集物中的优势菌群均为N-DAMO细菌专属的NC10门微生物,但其相对丰度有所差异,分别为29.16%和37.27%。对N-DAMO菌群的影响因子研究结果表明,其适宜的p H、温度和NO2-浓度分别为7.5、35℃和2.0 mmol·L-1,甲烷气体分压(PCH4)的提高可提升其N-DAMO代谢活性。溶解氧(DO)对菌群的N-DAMO活性有显著的抑制作用,但在DO 1.0 mg·L-1的条件下仍能保持0.03 mmol·g-1·d-1的NO2-还原速率。较高的Na Cl浓度对菌群N-DAMO活性的抑制作用虽然明显,但在浓度高达15.0 g·L-1时,仍能表现出0.04 mmol·g-1·d-1的NO2-还原代谢活性。维生素液、血红素和甜菜碱等生长因子对N-DAMO菌群的代谢活性均有一定的促进作用,但过量添加并不能获得更好的效果,其适宜剂量分别为0.02 m L·L-1、6μg·L-1和0.5 mg·L-1,对应的NO2-还原速率分别为0.18、0.17和0.28mmol·g-1·d-1,分别是不添加生长因子时的1.32、1.22和1.96倍。代谢动力学分析表明,N-DAMO菌群对NO2-的还原速率遵循Monod混合动力学过程,其半饱和常数KS(NO2-)为0.708 mg·L-1,最大NO2-去除速率为3.391 mg·L-1·h-1。以上研究结果表明,N-DAMO菌群对环境条件具有较强的适应性和耐受能力,通过富集使其在废水生物脱氮处理系统中达到较高丰度是可能的。