中国环境科学

作者：徐炜谟, 张龙, 李润佳, 曹力, 龙旦, 刘丹阳, 张李潘, 艾海男

单位：1. 重庆大学环境与生态学院, 三峡库区生态环境教育部重点实验室, 重庆 400044;2. 重庆市酉阳县生态环境局, 重庆 409899;3. 南京市市政设计研究院有限责任公司, 江苏 南京 210008;4. 重庆城环建筑工程有限公司, 重庆 409819

关键词：δ-MnO2,水体沉积物,反硝化,N2O

基金：国家自然科学基金(51978100);重庆市研究生科研创新项目资助(CYS21031)

以重庆市嘉陵江支流——清水溪段沉积物为研究对象,将其暴露在不同水钠锰矿(δ-MnO2)含量条件下(0,2,4,7g/kg),探究了δ-MnO2对沉积物反硝化过程及氧化亚氮(N2O)释放的影响机制.结果表明:δ-MnO2抑制了沉积物中微生物电子传递系统(ETS)活性,导致了反硝化过程中4种关键酶活性的降低[硝酸盐还原酶(NAR):9.62%~43.64%;亚硝酸盐还原酶(NiRs):29.13%~69.39%;一氧化氮还原酶(NOR):22.55%~44.87%;氧化亚氮还原酶(NOS):20.48%~68.80%],从而抑制了整个反硝化过程,特别是显著降低了0~3h内各试验组的沉积物NO3--N还原速率(23.47%~89.30%).同时,δ-MnO2降低了试验期内N2O的释放量(2.65%~28.55%),这可能是因为NiRs/NOS的显著降低.微生物分析结果表明,经较长时间的暴露,δ-MnO2改变了沉积物微生物群落结构,使得微生物群落向着适应高Mn环境的方向演化.Firmicutes门下的Exiguobacterium_sibiricum_255-15、Bacillus simplex和Proteobacteria门下的Pseudomonadales等与锰氧化还原相关的菌种得到富集,然而与沉积物异养反硝化相关的Trichococcus属的相对丰度减小,这可能是在经过δ-MnO2的暴露后沉积物反硝化性能恶化的根本原因.

来源：2023年第7期

《中国环境科学》期刊编辑部

查看中国环境科学杂志2023年第7期