中国地质大学（武汉）董依然团队Water Research｜Fe(II)驱动非生物-生物级联反应：通过亚硝酸盐化学还原与内源碳库缓解反硝化瓶颈
水处理文献速递
2026-07-21 09:03
文章摘要
本文背景是硝酸盐污染水体治理中，反硝化过程易因亚硝酸盐积累而受阻，且外源有机碳耗尽后脱氮效率下降。研究目的旨在探究Fe(II)如何通过非生物-生物协同机制缓解反硝化瓶颈，并揭示微生物在碳限制条件下的代谢策略。结论表明，Fe(II)驱动的级联反应分为两阶段：异养反硝化阶段快速还原硝酸盐积累亚硝酸盐，随后Fe(II)化学还原亚硝酸盐生成NO/N₂O，再经酶促反应还原为N₂。在外源碳耗尽时，菌群通过动员胞内PHB和利用微生物坏死体等内源碳库维持高效脱氮，群落结构由Pseudomonas主导演变为多类群协同。光照通过活性氧、Fe(II)再生等进一步强化脱氮，且首次发现bernalite矿物作为微生物介导过程的标志。研究为低C/N比水体脱氮提供了新思路。
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