《地下水中反硝化過程的同位素演化及微生物作用機制》是依託北京科技大學，由魯垠濤擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：地下水中反硝化過程的同位素演化及微生物作用機制
- 依託單位：北京科技大學
- 項目負責人：魯垠濤
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
反硝化作用是微生物從地下水循環系統中移除氮污染物的主要途徑，對於水資源保護具有重要意義。氮氧同位素共同示蹤的方法研究硝態氮的遷移轉化問題更準確、更有效，成為同位素地球化學領域的研究熱點。本研究突破傳統同位素示蹤研究理念，旨在運用同位素地球化學、地質微生物學和分子生物學理論，利用現代同位素分析、生化分析、顯微分析與模擬分析相結合的方法，從微觀角度揭示不同種類微生物反硝化過程中氮氧同位素的變化趨勢，探討微生物代謝過程中的活性及功能；同時，建立土柱實驗裝置模擬實際地下水滲透、流動等循環過程，從巨觀角度解析該過程中反硝化作用同位素動態演化過程和微生物代謝機理，提出和發展實驗室模擬同位素動態示蹤的新概念和新方法。研究結果為區域地下水氮污染物的控制、治理以及修復提供科學依據。
結題摘要
微生物反硝化作用是自然界含氮污染物淨化的一個重要途徑。本項目利用硝酸中的15N和18O同位素的變化對微生物參與的反硝化過程進行了研究。首先，我們對水體中的反硝化微生物種群功能信息進行了分析，並培養了反硝化微生物-菌株A16，研究表明，且30分鐘內既可使NO3-的濃度下降65%，反硝化菌的脫氮效果明顯。其次，通過土柱實驗，對有無反硝化微生物參與的淨化過程進行了對比模擬，研究表明在有反硝化菌參與的情況下發生了明顯的反硝化作用，中間生成NO2-，並出現了15N和18O同位素的富集，且18O同位素相對於15N來說出現了滯後現象。在反硝化脫氮過程中，硝酸濃度和δ15N可以用Rayleigh公式來表示：δ15N(NO3-) = cst + εln Conc(NO3-)，隨著土壤深度的變化，ε和cst均發生變化。在土壤表層模型擬合程度越好，下層由於條件多樣，擬合效果不如表層土壤。
