《太湖水華暴發中後期藻附生菌硝化/反硝化研究》是依託揚州大學，由陳小鋒擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：太湖水華暴發中後期藻附生菌硝化/反硝化研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：陳小鋒
- 依託單位：揚州大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
近幾十年來，藍藻水華已成為世界範圍內一個重點關注的問題。目前，大量的研究工作都集中在營養鹽對水華暴發的作用機理，藻華的潛在危害以及藻華的控制方法等，而關於藻華對營養鹽的反作用機制方面的研究甚少。藻的同化作用一般被認為是氮素從水體去除的第一步，但此後真正從水體中脫除的途徑和方式還缺乏大量的研究。前期研究表明，藻華暴發可以形成有利於耦合硝化反硝化作用的微生境，從而提高湖泊的脫氮作用，但是藻附生菌硝化/反硝化作用是否發生以及其對氮素的去除效率尚缺乏實踐證據。本研究項目將通過室內模擬和野外試驗對藻華暴發中後期湖泊中附生菌硝化/反硝化作用進行研究，探索藻類所吸收氮素的最終去向，並通過對藻華暴發規模及後續氮素的總去除量的相關關係研究，揭示藻華暴發過程中的氮去除機制，從而為有效治理湖泊富營養化提供理論依據。
結題摘要
一般認為，沉積物是淺水湖泊中氮素去除的主要場所，然而強烈的附生硝化和反硝化作用已經在許多水生態系統中被觀察到。前期研究發現藻華暴發可以形成有利於硝化和反硝化作用的微生境，但是實際湖泊中藍藻附生菌硝化/反硝化作用是否發生以及其對氮素的去除效率尚缺乏實踐證據。本項目主要採用湖泊原位調查、野外模擬試驗和室內模擬試驗等方法，圍繞藍藻及其附生菌的硝化和反硝化潛力的影響因素、藻華暴發和衰亡過程中附生菌和浮游細菌的群落結構、硝化和反硝化等功能基因、溶解性有機質和各形態氮素等變化過程進行研究，所獲得的重要結果、關鍵數據及科學意義可歸納如下：1. 藍藻附生菌及浮游細菌具有極強的硝化和反硝化能力，其潛在硝化潛力和潛在反硝化能力分別達到7 mg/L/d和0.5 mg/L/d；2. 藻源類蛋白物質是附生菌和浮游細菌反硝化主要碳源；3. 藻附生菌和浮游細菌中參與硝化的細菌主要是微小桿菌屬和馬賽菌屬，而假單胞菌和黃質菌屬是參與反硝化的優勢菌；4. 藍藻水華的暴發可促進硝化細菌的增殖，而衰亡則對反硝化細菌生長有利；5. 在氮充足或氮限制的條件下，附生或浮游硝化細菌均可在與藍藻競爭氨氮的過程中逐漸占據優勢；6. 藍藻+水+硝酸鹽氮的野外模擬試驗從化學和生物學角度證明了藻華暴發水體可以發生耦合硝化-反硝化作用；7. 處於暴發期的藍藻是影響湖泊N2O產生的重要因素；8. 高濃度藍藻和硝酸鹽氮的體系中，硝酸鹽氮的去除速率達到0.56 mg/L/d，這為合理利用打撈的藍藻提供了新的方法和思路。綜上，本研究證明了藻華暴發中後期水體中存在著耦合硝化-反硝化脫氮作用，從而加深了對湖泊氮素循環的了解。
