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水是构成生态系统的重要因素之一,同时也是社会生产、人类生活、各种生物生存必不可少的物质。改革开放以来,我国经济得到了快速发展,人口数量越来越多,然而在发展经济、追求美好生活的同时,人们忽略了对环境的保护。工业废水、城市污水的不合理排放,氮肥的过量施用,鱼食的过量投放等一系列人类活动造成了江、河、湖、海以及地下水等水体中“三氮”含量的增加,导致水体氮污染问题日益严重。去除水体中过量的氮对保护环境和保护人类健康都具有十分重要的意义。在现有的脱氮方法中,生物脱氮是使用较为广泛的方式之一,而其中好氧反硝化菌因其构筑物建设成本和运行成本低而受到极大关注。目前报道的大多数好氧反硝化菌对极端环境尤其是低温水体环境较敏感,在晚秋至早春的污水处理厂中常常出现因为污水水体温度低而大大降低了生物除氮效率以及硝化产物积累的现象,导致水体中硝态氮含量增加,总氮浓度超标而达不到排放标准。为了适应复杂多变的污水环境,提高污水处理中氮素的去除率,筛选出具有耐碱特性,能在低温污水环境中有效去除硝态氮、铵态氮和总氮的菌株具有十分重要的现实意义。本实验室从贵州长期淹水的冬水田土壤中分离筛选得到一菌株,命名为Y-1,该菌可在15℃条件下有效去除硝态氮,且对碱性环境具有较强的耐受性。为了研究菌株Y-1的特性,通过形态学观察、特异性磷脂脂肪酸鉴定和16S rRNA对菌株进行鉴定,并研究了其在不同环境条件下对硝态氮的去除情况。鉴定结果表明,该菌为Pseudomonas plecoglossicida（变形假单胞菌）,是一株好氧反硝化菌,之前没有关于此类菌株能进行好氧反硝化的报道。实验表明,菌株Y-1去除硝态氮的最适条件为:温度15℃、pH 7、转速150r/min、C/N 15、接种量1.5×108 CFU,最适碳源为葡萄糖。当pH高达11、12时,菌株Y-1仍能有效去除硝态氮。在低温和碱性环境下,菌株Y-1能够正常生长并发挥脱氮作用,是一株具有耐冷、耐碱特性的好氧反硝化菌。在最适条件下,研究了菌株Y-1对不同氮源的去除情况。结果表明,在单一氮源条件下,菌株能很好的去除高浓度的硝态氮,36h内可以实现硝态氮的完全去除,但不能去除高浓度的亚硝态氮;菌株对铵态氮的去除是通过同化作用而不是硝化作用实现的。当以50 mg/L NO3--N+50 mg/L NO2--N作为氮源时,菌株能同时利用硝态氮和亚硝态氮,去除率分别为92.42%和91.94%;当以50 mg/L NO3--N+50 mg/L NH4+-N为混合氮源时,菌株优先利用铵态氮进行生长,在第36h时对铵态氮的去除率达到了100%,60h后硝态氮的去除率达到了92.74%;当以50 mg/L NO2--N+50 mg/L NH4+-N为混合氮源时,48h后铵态氮被完全去除,在第60h时亚硝态氮的去除率为53.33%;当以50 mg/L NO3--N+50mg/L NO2--N+50 mg/L NH4+-N为氮源时,在48h时对铵态氮的去除率为100%,在36h后菌株开始同时缓慢利用硝态氮和亚硝态氮,去除率分别为71.30%和56.94%。当有亚硝态氮存在时菌株的生长普遍延后,说明亚硝态氮对菌株的生长具有抑制作用。将菌株Y-1应用于实际污水处理,同时添加不同碳源,探究添加菌剂对实际污水中硝态氮、铵态氮以及总氮的去除情况,并对实验水样进行磷脂脂肪酸检测,分析水体中微生物群落的变化情况,探究水体中氮素去除情况与水体中微生物之间的关系。结果表明单独添加菌剂和添加菌剂及碳源,均有效提高了TN、NH4+-N、NO3--N的去除率。与不做任何处理的CK相比,加菌和乙酸钠的处理P3、加菌和葡萄糖的处理P2、只加菌的处理P1对NO3--N的去除率分别提高了48.67%、40.61%、34.83%;TN去除率分别提高了16.13%、17.42%、7.21%,NH4+-N去除率分别提高了47.31%、48.35%、7.95%。与CK相比,P1、P2、P3处理中总PLFA、细菌、真菌、G-细菌、G+细菌含量大幅增加。实验表明TN、NH4+-N、NO3--N的去除与微生物生物量相关,可通过提高微生物生物量来促进水体中氮素的去除。