厌氧氨化途径对无机氮脱氮贡献的同位素示踪

厌氧氨化途径对无机氮脱氮贡献的同位素示踪厌氧氨化途径对无机氮脱氮贡献的同位素示踪齐孟文中国农业大学1.研究意义1.研究意义长期以来，反硝化过程被认为是自然环境中无机氮去除氮的唯一生物途径。然而，20世纪90年代发现，存在着另一厌氧氨化途径。它是由自养的厌氧氨化菌,在缺氧条件下，以铵态氮为电子供体、硝态氮为电子受体，直接将二者转化为氮气的途径。定量厌氧氨化途径对无机氮脱氮过程的相对贡献，对于全面了解氮的循环过程具有理论和实际意义。2.研究方法研究方法上述两种途径，由于反应机理不同，可由同位素示踪技术（isotpepairingtechnique)对各自贡献进行计量分析。反硝化产生的，两个均来自,厌氧氨化产生的，一个来自，另一个来自，当用示踪时，利用所谓的半标记技术，进行与处理，两个过程之间的差异可由分子的同位素构成不同加以区分。2NNN-NO32NN-NH4N-NO3N15+4NH-315NO2N反硝化反硝化厌氧氨氧厌氧氨氧3.实验过程3.实验过程将样品，如左右的活性污泥样品，放入柱状玻璃瓶中，同时加入一颗玻璃珠以利于反应时进行摇匀，然后注满被氮气饱和的无氧水，使其形成无氧环境，室温下培养,以去除其中的,然后分别注入和丰度为的，在旋转震荡器上恒温培养一定时间，注入ml5.2ml6.12h30-3NO424SONH）（N15%2.98315NONal200μ以终止反应，顶空气体通过分析。-1Lmol7⋅2ZnClMS-CL4.计量分析计量分析厌氧氨氧化厌氧氨氧化FAAF-1AAtotal29total28×=×=），（(1)其中,是厌氧氨氧化产生的量，为的丰度。mA2NF-3NON15反硝化反硝化2total28F-1DD）（×=）（F-1F2DDtotal29××=2total30FDD×=(2)设为的质谱峰强度,由(1)和(2)，且mP2N3030PD=,有2-302-30totalFPFDD×=×=(3)1-3029FF12PD×−××=）（(4)1-3029292929FF12P-PD-PA×−××==）（(5)）（F1FAA1-2928−××=(6)叠加（5）和（6），得2928totalAAA+=1-2929-29FAAF-1FA×=+××=）（！]PF-12P[F30291-×+×=）（（7）式中，和即为各样品中反硝化和厌氧氨氧化反应的氮气的产生量。tot