随着城市化进程的高速发展，城市河流污染问题也日趋严重，氨氮作为城市河流中的主要污染物之一，其能否被有效去除是影响水质情况的一项重要指标。生物脱氮的关键步骤为氨氧化步骤，长期研究表明，参与这一过程的主要微生物为氨氧化细菌（AOB），但是近些年来的研究发现另外一种微生物也具有氨氧化功能，被称作氨氧化古菌（AOA）。目前对它的研究主要集中于海洋、土壤，以及污水处理厂中，城市污染河流的研究则非常缺乏。为了进一步认识AOA在城市轻度污染河流中的种群分布规律，揭示水质因子对它的调控作用以期将其应用于河流水质净化，本课题对一个典型城市轻度污染河流——深圳市大沙河中AOA的种群分布进行了研究。本课题运用荧光定量PCR技术和FISH技术对深圳市大沙河中AOA及AOB的数量进行了定量研究。在所选取的5个典型水体环境中，AOA的数量均高于AOB的数量，并且在大沙河公园处二者比值达到最大值，对这一断面进行研究也得出了AOA高于AOB的结论。对各典型水体环境的水质指标及菌群数量利用统计软件进行分析得知，大沙河中AOA数量的主要影响因素为氨氮、总氮和总有机碳。利用克隆文库技术，对大沙河各个典型水体环境中AOA的群落结构进行分析，发现大沙河沿流域各典型水体环境中AOA的群落结构变化明显，各水体环境中AOA的优势菌群不同，但主要都与淡水沉积物中已知的AOA菌群相似性最高，影响该生态系统中AOA群落结构的主要影响因子为溶氧浓度、pH、温度和硝态氮浓度。在对本课题前期的结果进行分析及查阅国内外相关文献后，选取对AOA的生长影响较大的四个因素，采用正交试验对影响AOA数量变化的理化因素进行了研究，并优化出最适宜大沙河中AOA生长的条件，然后进行了扩大化稳定运行，在该条件下，AOA的生长状况明显高于其他条件，并且对水质氨氮的去除效果良好。