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随着社会经济的发展,耗氧污染物氨氮超标现象日益严重,这威胁了水环境的安全。人工湿地(Constructed wetland,CWs)由于对氮素污染物具有良好的脱除能力而备受关注。在实际过程中,进水氨氮浓度的不同会影响CWs的脱氮效率,但其机制尚未被探究。基于此,本研究建造了粉绿狐尾藻人工湿地,以探究不同氨氮浓度梯度(A,0 mg/L;B,2 mg/L;C,24 mg/L;D,105 mg/L;E,124 mg/L)进水条件下CWs的脱氮效率、微生物群落结构的变化及对氨氮浓度的响应。主要结果如下:在氨氮浓度为105 mg/L的进水条件下,CWs有着最高的N去除率(NH4+-N去除率为89.30%,TN去除率为92.34%)。研究发现,高氨氮浓度CWs中硝化菌和反硝化菌的丰度显著高于对照组,表明不同氨氮浓度的CWs脱氮的生物机制可能不同。16S r DNA高通量测序结果显示,氨氮浓度对CWs中的微生物群落结构具有显著影响。例如反硝化菌Rhodococcus sp.的丰度随氨氮浓度的升高而增加,并且微生物群落间的互作关系也显著增强。这些结果说明,不同氨氮浓度下的CWs具有不同的微生物群落结构特征,且使微生物群落间的互作关系更加复杂。冗余分析结果显示,氨氮浓度显著影响了反硝化菌的丰度。这些结果可为阐明不同氨氮浓度CWs脱氮的微生物学机制提供理论基础和理论支撑。微生物在脱氮过程中占主导地位,并且硝态氮的去除是生物反硝化脱氮过程的最主要步骤,因此筛选能高效去除硝态氮的微生物对生物脱氮技术的发展具有重要意义。本研究共筛选得到33株反硝化菌,其中M3-1,L3-2和C1-3对NO3--N的反硝化速率较快,经分子生物学鉴定分别为Pantoea sp.,Klebsiella sp.,Enterobacter sp.。实时荧光定量PCR的结果显示这三株菌编码硝酸盐还原酶的nar G基因的丰度分别是编码亚硝酸盐还原酶nir S基因的24,25和12倍,说明三株菌可快速还原硝酸盐但却存在亚硝酸盐的累积。单因素试验表明脱氮能力较强的C1-3菌株最佳脱氮条件为:C/N为10:1,以葡萄糖为碳源,温度30℃,p H 7,初始接种量2%。另外菌株在氨氮浓度为800 mg/L对NO3--N的去除速率可达到9.12 mg/L/h。结果表明菌株C1-3可高效去除并耐受高浓度硝酸盐氮,这可为菌株的应用提供理论基础。