生态与农村环境学报

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还原态硫介导沉积物-水系统硝酸盐还原过程研究

陈宇华;鲁汭;荣鹏;王培;吴振斌;肖恩荣   

  1. 中国科学院水生生物研究所/淡水生态与生物技术国家重点实验室;中国科学院大学;中国地质大学(武汉)环境学院
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(U20A2010); 湖北省技术创新专项重大项目(2019ACA151)

摘要: 沉积物-水系统中存在着硫元素与反硝化(DN)、硝酸盐异化还原成铵(DNRA)过程的耦合。通过向构建的沉积物-水微宇宙系统依次投加0(N组)、50(L组)和75 mg·L-1(H组)还原态硫,解析各形态氮在上覆水、间隙水和沉积物中的浓度变化与微生物群落结构,以揭示还原态硫对反硝化、硝酸盐异化还原成铵过程的影响。结果显示,还原态硫投加量分别为50和75 mg·L-1时,系统分别有38.02%和33.27%还原态硫被转化为SO42-。硫氧化作用促进了反硝化的发生,导致L和H组总氮分别比N组减少11%和8%;但是对DNRA过程没有显著影响。此外,具有硫自养反硝化功能的Thiobacillus和Dechloromonas相对丰度之和随着还原态硫浓度增加而上升,N、L和H组两者相对丰度之和分别为5.69%、6.52%和8.70%;而N、L和H组异养硝酸盐还原菌(HNRB)相对丰度分别为0.98%、0.91%和1.05%,其中,DNRA细菌相对丰度均较低(不超过1%),且不受还原态硫浓度的影响。此结果进一步印证了系统中硝酸盐还原以硫自养反硝化过程为主。

关键词: 还原态硫, 反硝化, 硝酸盐异化还原成铵, 硝酸盐还原

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