纳米零价铁强化活性污泥脱氮的微生物群落与基因表达特征研究

　　

为应对日益严峻的水体硝酸盐污染，开发高效生物强化脱氮技术意义重大。纳米零价铁（nZVI）因强还原活性在强化生物脱氮方面潜力显著，但其对复杂活性污泥体系的作用机制尚待深入阐明。本研究采用连续流序批式反应器（SBR），系统考察了nZVI对活性污泥反硝化性能的强化效应，并利用宏基因组测序技术，深入解析了nZVI投加下微生物群落结构、功能基因及代谢通路的演变规律。结果表明，投加200 mg/L nZVI可显著提升脱氮效率，在8 h水力停留时间下即可实现硝态氮完全去除。微生物群落分析显示，nZVI促进了假单胞菌属（Pseudomonas）、固氮弧菌属（Azoarcus）等功能菌属的富集，其中施氏假单胞菌（Pseudomonas stutzeri）相对丰度提升12.25倍。同时，nZVI显著上调了narG、nirS、nosZ等反硝化关键功能基因的表达。KEGG功能注释进一步揭示，nZVI强化了碳代谢、糖酵解、三羧酸循环及脂肪酸代谢等合成代谢过程，为反硝化提供了更充足的还原力与能量。

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