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胞外聚合物（EPS）是由多糖、蛋白质及DNA等物质形成的多聚体,其主要来源是微生物新陈代谢以及自溶产生的聚合物,对支撑着污泥絮体结构有着重要作用。EPS由两种形态紧密型胞外聚合物（TBEPS）和松散型胞外聚合物（LBEPS）构成,主要影响因素包括:温度、水质环境、污泥龄及重金属离子。游离亚硝酸（FNA）是NO2--N浓度、温度以及pH的函数。当FNA浓度发生变化时,会显著影响微生物的新陈代谢功能,导致EPS含量及主要成分（多糖PS、蛋白质PN和DNA）发生变化。为了深入探究FNA对硝化过程（NO2--N→NO3--N）EPS含量以及微生物菌群结构影响,本课题采用序批式活性污泥反应器SBR,采用模拟废水,研究了进水FNA浓度分别为:0.001mg/L、0.004 mg/L、0.008 mg/L和0.012 mg/L条件下,活性污泥絮体中EPS含量及主要成分（PS、PN和DNA）的变化规律,并探究不同FNA浓度对活性污泥系统微生物菌群结构的影响。在不同FNA浓度条件下,SBR活性污泥系统硝化效果均较好,亚硝态氮去除率均达到了97%以上,其中活性污泥系统内TBEPS含量均明显高于LBEPS;在硝化反应结束时,EPS和TBPS含量随着FNA浓度（0.001mg/L～0.012mg/L）升高增大即FNA浓度的增加对EPS和TBEPS含量有促进作用;LBEPS表现为先增大（0.001 mg/L～0.004mg/L）后降低（0.008mg/L～0.012 mg/）的趋势表明FNA浓度增加到一定值在本试验为0.004mg/L之后对于LBEPS含量有抑制作用。随着FNA浓度（0.001mg/L～0.008mg/L）增大,EPS的主要成分（多糖PS、蛋白质PN和DNA）含量均表现为增大说明FNA浓度的增加对EPS主要成分有促进作用;但FNA增大到（0.008mg/L→0.012 mg/L）时,PS和PN含量均降低,其中PS增加量(3.24[mg·（gSS）-1]→1.92[mg·（gSS）-1])变化最为明显表明FNA浓度超过0.008mg/L对EPS中PS含量有明显的促进作用。随着FNA浓度（0.001mg/L→0.012 mg/L）增大,LBEPS中PS与DNA含量均表现为减少的趋势,而PN含量有明显的积累;随着FNA浓度增大（0.001mg/L→0.008mg/L）时,TB-EPS中PS和DNA含量均表现为增加,PS有明显的减少趋势。即表明FNA浓度的增加对于LBEPS中PN含量有明显的积累作用;而对TBEPS成分PS有抑制作用。活性污泥系统OTU数目随着游离亚硝酸FNA浓度的增大而增加,活性污泥系统的中属水平特有菌种数目逐渐降低。微生物活性污泥样本中独有的OTU种类数目急剧下降之后略微升高的趋势（144→23→32→79）,表明当FNA浓度增大（0.001mg/L→0.008mg/L）`时,其对活性污泥系统菌群有明显的致死性。微生物菌群结构竖向比较的丰富程度通常由Chao1指数和ACE指数度量,而表示不同活性污泥系统群落横向比较均匀度则为Shannon指数和Simpson指数。Chao1指数、Simpson和ACE指数从大到小为FNA浓度为0.001mg/L、0.012 mg/L、0.008mg/L和0.004mg/L;Shannon指数表现为:4.61>3.11>3.02>2.75,即FNA浓度依次为0.001mg/L、0.008mg/L、0.012 mg/L和0.004mg/L。根据表示丰富度及均匀度指数的变化说明FNA对活性污泥系统群落结构有明显的影响。由于硝化螺旋菌属Nitrospira属于亚硝酸盐氧化类菌群,FNA浓度为0.001条件下,Nitrospira相对丰度远小于其他系统,但在该FNA浓度条件下硝化效果均优于FNA浓度为0.004mg/L、0.008mg/L、0.012mg/L。表明FNA浓度增大会影响硝化效果以及硝化速率。由于本试验以亚硝酸钠为唯一氮源,该条件不利于其他功能菌群生长,导致五个分类水平上硝化菌群为绝对优势菌群,其他菌群的相对丰度均较小。不同FNA条件下PCA分析结果显示,FNA浓度为0.004mg/L和0.008mg/L时系统微生物群落结构较为相似,距离较近;当FNA浓度分别为0.008mg/L和0.012mg/L时,系统微生物群落结构具有较大相似性。表明FNA浓度增加到一定值在本试验为0.008mg/L时对微生物群落结构影响较为显著。本次试验分析结果证明四个不同FNA浓度条件下,系统微生物菌群结构差异性较大。通过PICRUSt结果通过对比已经被大家熟知的微生物参考基因数据库和现有16SrRNA基因测序数据,可以得知菌群的代谢功能预测。其中碳水化合物代谢（carbohydrate metabolism）相对峰值在四个不同FNA浓度条件下12个代谢功能预测里相对丰度最高。相对于其他系统,FNA0.001mg/L条件下的两类代谢功能:能量代谢（energy metabolism）和氨基酸代谢（amino acid metabolism）表现出一定差异性;但同时该FNA条件下氨基酸代谢（amino acid metabolism）为四个活性污泥系统中最强的。说明FNA浓度的增大并未对菌群的氨基酸代谢（amino acid metabolism）、碳水化合物代谢（carbohydrate metabolism）及能量代谢（energy metabolism）产生抑制作用。