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由于纳米材料的广泛使用,在制备、使用、废弃、循环过程中会不可避免的进入水环境和污水处理厂,而纳米银作为使用最为广泛的纳米材料之一,会越来越多地进入到污水处理系统中。有研究证实,纳米银的抗菌性能会对污水生物处理设施中的功能微生物产生不利影响。而生物膜法是污水处理厂中常用的生物处理方法,具有良好的脱氮效果,且N2O作为强力温室气体,可于污水处理脱氮过程中产生,但纳米银接触对脱氮过程中N2O释放的影响鲜有研究,尤其对于生物膜法。针对以上问题,本文主要探究了纳米银短、长期接触对生物膜法脱氮性能和N2O释放的影响。本文研究了纳米银（20μg/L,100μg/L,1mg/L,5mg/L）对生物膜反应器脱氮性能和N2O产生量的影响,为研究纳米银的毒性来源,另设20μg/L银离子接触组与20μg/L纳米银接触组对比,正式接触实验共持续81天。关于纳米银和银离子对生物膜内微生物活性的影响,通过乳酸脱氢酶释放量发现,生物膜中细胞完整性的破坏程度随生物膜中纳米银和银离子的累积而增加。关于纳米银接触对胞外聚合物的影响,研究发现5mg/L纳米银有明显对胞外蛋白和胞外多糖分泌的急性刺激,其余浓度组与对照相比无明显差异,说明5mg/L纳米银的急性毒性引起了生物膜内微生物的自我保护机制。胞外蛋白和胞外多糖含量在5mg/L纳米银长期接触后明显减少,表明纳米银在生物膜内的持续积累造成微生物代谢能力下降且大量死亡。通过对生物膜反应器脱氮性能和N2O释放量的监测发现20μg/L-5mg/L纳米银短期接触对生物膜的氮代谢过程无明显急性影响。但在20μg/L-5mg/L纳米银长期接触后,各组周期内氨氮代谢速率随接触浓度升高而下降。其中5mg/L纳米银对生物膜脱氮能力和COD去除能力产生明显抑制,去除率分别下降23.78%和11.40%,且氨氮去除率下降25.71%。另外在短期各纳米银接触浓度下N2O的产生得到明显促进,其中100μg/L纳米银组N2O产生量增加41.04%,急性促进作用最为显著;在持续接触中,20μg/L-1mg/L纳米银和20μg/L银离子对生物膜中N2O释放的促进作用逐渐减小,并在末期转为抑制作用,产生量分别与对照组相比下降了9.02%,18.73%,22.99%和23.26%;而5mg/L纳米银组的N2O的释放量在40天起增加,最终增加了67.54%。通过N2O稳定同位素异构体检测发现,在20μg/L-1mg/L纳米银和20μg/L银离子的长期接触后,通过亚硝酸盐还原产生N2O的途径会被抑制,从而减少N2O的产生量;而在高浓度5mg/L纳米银的长期接触后,通过亚硝酸盐产生N2O的途径被大幅度促进。从生物膜DO微环境可知,在20μg/L-1mg/L纳米银和20μg/L银离子的长期接触后生物膜内氧气扩散的深度逐渐增加,厌氧区域减少;5mg/L组生物膜内的氧气扩散范围却是各组最小值230μm。从生物膜N2O微环境可知,20μg/L-1mg/L纳米银和20μg/L银离子的长期接触使生物膜内200μm以下厌氧、低DO区域的N2O浓度大幅减少,N2O主要产生在生物膜表面好氧层,而5mg/L组生物膜内N2O的产生主要在200μm以下的厌氧区域。通过对20μg/L-5mg/L纳米银长期接触的生物膜内微生物种群结构和功能酶基因的表达的分析,发现各接触组生物膜中氨氧化菌Nitrosomonas的丰度和氮单加氧酶基因的表达与对照相比均下降,且各组氨单加氧酶的表达下调范围为61.66%-82.56%;另外生物膜中共检测出6种反硝化菌,对于不同浓度纳米银的长期接触产生了不同的响应,其中Azoarcus,Arenimonas和Brevundimonas在5mg/L组达到6组中最大丰度值,说明纳米银的积累对这几种反硝化菌种的代谢过程和细菌增殖产生了促进作用;与EPS分泌相关的Meganema和Thauera的丰度在5mg/L纳米银接触组达到最低值,可水解复杂有机物的Flavobacterium在5mg/L组内丰度显著增加。通过氧化亚氮产生相关功能酶基因的表达,发现与N2O产生直接相关的一氧化氮还原酶[NAD（P）+]和细胞色素c的表达在20μg/L-1mg/L纳米银和银离子组长期接触后被抑制,在5mg/L纳米银组被促进。而氧化亚氮还原酶基因的表达在各浓度纳米银和银离子长期接触组都出现不同程度的上调现象。通过扫描电子显微镜观察生物膜的表面形态,发现在对照组,20μg/L,100μg/L,1mg/L纳米银和20μg/L银离子长期接触组中生物膜样品的表面结构密实紧致,存在大量丝状菌;5mg/L组生物膜样品内丝状菌数量大量减少,结构疏松。且基于各个检测项目的结果,总体来说20μg/L银离子对生物膜活性、脱氮性能和N2O产生的影响与1mg/L组相近,同浓度银离子对生物膜产生的影响作用强于纳米银。综上所述,进入到城市污水中的纳米银含量需要加以控制,避免纳米银的富集对生物处理系统脱氮功能和温室气体N2O释放的潜在不利影响。