厌氧条件下氨氧化电子受体研究进展*

杨朋兵 李 祥 黄 勇# 林 兴 朱 强 朱 亮 周 健

(1.苏州科技大学环境科学与工程学院，江苏 苏州 215011；2.苏州科技大学环境生物技术研究所，江苏 苏州 215011)

1 Anammox的发现及其意义

图1 Anammox反应模型Fig.1 Anammox reaction model

图2 传统硝化、反硝化工艺与Anammox工艺对比Fig.2 Comparison of traditional nitrification and denitrification process and Anammox process

2 硫酸盐型Anammox

2.1 发现及意义

(1)

(2)

(3)

总反应方程为：

(4)

这种感觉终于迎来了验证的一天。在双方父母的一再催促下，我跟叶霭玲去领了结婚证。我明白这是一个极不靠谱的举措，但我实在找不出理由来拒绝叶霭玲。事实上，这个日子被我往后推了又推，以各种各样的理由，有些是完全站不住脚的。然后，它忽然呈现出不可动摇的面目，被选定在下一个吉日良辰。真是千挑万拣，实在没有办法再搪塞到下一次了。于是，我俩站在了结婚登记处的柜台前，面对一个胖胖的面目慈祥的女登记员，听她问，你愿意娶她为妻吗？我答，我愿。她又问，你愿意嫁给他吗？叶霭玲答，我愿意。然后登记员向我们收取了9元钱的登记费，给我们发了两份大红的结婚证书，打发我们走到阳光底下来。

2.2 反应机制研究

Anammox菌由复杂的生物组成，同时包含了具有硝化功能和反硝化功能的细菌[11]1231-1233，因此体系中能够发生异养反硝化、自养反硝化等附带反应。当环境在有机和无机条件下变化时，其发生的反应就不仅仅是单一的硫酸盐型Anammox反应，造成产物存在区别。若产物来源于单一反应，可采取反投加的方式来判断体系中是否存在对应的反应，针对存在中间反应、反应速率较快产物难以检测或多个反应都可生成同一产物的情况，则建议采用同位素示踪技术对目标元素进行标记，并结合功能酶活性抑制物来确定反应途径。

3 铁还原氨氧化(Feammox)

3.1 反应机制及意义

(5)

3.2 有待解决的问题

虽然Feammox在理论上具有很多重要的意义，但其目前仍处于研究初期，还有很多问题需要去探究和解决。

3.2.1 反应产物

表1 不同环境中和Fe3+反应情况

(6)

(7)

3.2.2 反应物

3.2.3 影响因素

4 结语和展望

多种电子受体的发现拓展了氮素圈与其他系统之间的联系，使Anammox的广泛应用在理论上变成可能，也为更经济有效的脱氮提供多方面选择。目前传统的亚硝酸盐型Anammox技术在国内外研究较多，理论知识也比较丰富，硫酸盐型Anammox与Feammox在国外有一定的研究基础，但理论还不完善，而国内相关研究目前仍处于起步阶段。笔者认为，后期应在以下几个方面开展进一步研究:(1)如何快速培养Anammox菌，快速启动Anammox反应器以适应实际工程需求，是亚硝酸盐型Anammox工艺后期还需继续探究的地方；(2)硫酸盐型Anammox的机制研究尚存争议，而其工程应用价值很高，后期可深入研究如何控制反应阶段而实现工程应用价值最大化；(3)Feammox具有工艺简单、经济、无二次污染等优点，但其反应机制并未明确，后期应结合同位素示踪以及分子生物学手段深入研究，明确功能微生物种属，探究微生物生存特性，掌握反应的实现途径，从而使该工艺更好地应用于废水处理，为脱氮提供更合理、更简便的方式；(4)开展其他可以作为Anammox电子受体的研究，为氮素的转化提供更多的可能性。

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