摘要
微生物脱氮是去除废水中含氮污染物质的重要方法,微生物的种类及其生存环境不同会导致其释放
N
2
O 的途径及机理具有差异性。本文系统地综述了脱氮过程产生 N
2
O 微生物的种类、特点及其释
放 N
2
O 的多重途径,综合分析了参与 N
2
O 形成的相关酶类和影响 N
2
O 释放的关键因素,同时,提
出了减缓生物脱氮过程释放 N
2
O 的相关措施,对未来脱氮工艺的优化与 N
2
O 释放的控制提供新思
路。
Abstract
Biological nitrogen removal is an important method to remove nitrogen⁃ containing
pollutants in wastewater. However, the different types of microorganisms and their
living environments would lead to differences in the ways and mechanisms of N
2
O
emission. This article systematically reviews the types and characteristics of
microorganisms that produce N
2
O, and the multiple pathways of N
2
O emission
during nitrogen removal process. We comprehensively analyze the corresponding
enzymes involved in the formation of N
2
O and key factors affecting N
2
O release.
Meanwhile, some relevant measures are proposed to lower N
2
O emission in the
biological denitrification process. This paper would provide new ideas for the
optimization of the future biological denitrification process and the control of N
2
O
release.
译
关键词
N
2
O; 脱氮微生物种类; N
2
O 产生途径; 酶类
Keywords
N
2
O; denitrifying microbe; N
2
O producing pathway; enzyme
译
0 引 言
到目前为止,释放到环境中的活性氮已超过了地球的可承受范围,含氮污染物的过量积累对生态系
统的功能和稳定性有着严重的影响。例如,在水生生态系统中氨盐、亚硝酸盐和硝酸盐等无机氮的
过量积累会导致水体酸化和富营养化,同时还可能损害水生动物的生存、生长和繁殖能力
[ 1]
。在
众多去除氮污染物质的方法中,生物脱氮法由于其除氮成本低,效率高且不产生二次污染,得到了
广泛研究
[ 2]
。生物除氮主要可通过微生物的硝化、反硝化、部分硝化⁃厌氧氨氧化、短程硝化与反
硝化、异养硝化⁃好氧反硝化、厌氧氨氧化等过程实现
[ 3~5]
,这些过程往往伴随着 N
2
O 的释放
[ 6]
。
尽管 当前存 在 于大气 中的 N
2
O 浓度低 于 CO
2
与 CH
4
,但 其产生 的 温室效 应却是 CO
2
的 300 多倍。
此外,近几年研究显示,大气中的 N
2
O 浓度还在以年均 0.31%的速度持续增长
[ 7]
。
目前,释放 N
2
O 的微生物主要包括细菌、真菌和古菌
[ 8]
,其中主要集中于细菌。细菌种类的不同
导致 N
2
O 的释放途径有所差异,过去认为 N
2
O 来源于硝化细菌、反硝化细菌、甲烷细菌、好氧反