赵校宇 张凤军 孙绍钧 孙绍芳 王嘉斌

文章編号：1671-3559（2024）03-0295-05DOI：10.13349/j.cnki.jdxbn.20230403.001

摘要： 为了探明磁感应强度对短程硝化系统的影响机制，构建磁性序批式活性污泥法反应器，对比磁感应强度对短程硝化过程氮转化的影响规律，并通过高通量测序等分子生物学手段研究磁场对微生物群落结构和酶活性的影响。结果表明：磁场对短程硝化过程有显著影响，在磁感应强度为10、 15 mT的磁场作用下，氨氮去除率低于无磁场对照组的；在磁感应强度为5、 10 mT的磁场作用下，所构建反应器的亚硝态氮累积率高于无磁场对照组的；磁场对所构建反应器中微生物群落结构和酶基因相对含量产生影响，当磁感应强度为5 mT时，OLB8菌群、 亚硝酸盐氧化酶的相对丰度减小，氨单加氧酶和羟胺脱氢酶的相对丰度增大，亚硝态氮累积效果更优。

关键词： 磁场； 短程硝化； 微生物群落； 酶活性； 影响机制

中图分类号： X703

文献标志码： A

开放科学识别码（OSID码）：

Effects of Magnetic Field on Structure and Enzyme Activity of

Short-range Nitrification Microbial Community

ZHAO Xiaoyu1， ZHANG Fengjun2， SUN Shaojun3， SUN Shaofang1， WANG Jiabin1

（1. School of Civil Engineering and Architecture， University of Jinan， Jinan 250022， Shandong， China;

2. Shandong Fangyun Software Technology Co.， Ltd.， Jinan 250100， Shandong， China;

3. Qingdao Municipal Engineering Design Research Institute Co.， Ltd.， Qingdao 266061， Shandong， China）

Abstract： To explore the influence mechanism of magnetic induction intensity on the short-range nitrification system， magnetic sequencing batch activated sludge method short-range nitrification reactors were constructed， effect laws of magnetic induction intensity on nitrogen conversion in short-range nitrification process were compared， and effects of magnetic field on structure and enzyme activity of microbial community was researched by using molecular biology technology such as high-throughput sequencing. The results show that the magnetic field has significant effects on the short-range nitrification process， under the action of magnetic field with the magnetic induction intensity of 10 mT and 15 mT， the removal rate of ammonia nitrogen is lower than that of the control group without magnetic field. Under the action of magnetic field with the magnetic induction intensity of 5 mT and 10 mT， the nitrous nitrogen accumulative rate of the constructed reactors is higher than that of the control group without magnetic field. The magnetic field affects the microbial community structure and the relative content of enzyme genes in the constructed reactors. When the magnetic induction intensity is 5 mT， the relative abundances of OLB8 flora and nitrite oxidase decrease， the relative abundances of ammonia monooxygenase and hydroxylamine dehydrogenase increase， and the nitrous nitrogen accumulation effect is better.

Keywords： magnetic field; short-range nitrification; microbial community; enzyme activity; influence mechanism

收稿日期： 2023-02-15          网络首发时间：2023-04-03T16：42：12

基金项目： 国家自然科学基金项目（52100088）；济南大学科技项目（XBS2001）

第一作者简介： 赵校宇（1998—），女，山东临沂人。硕士研究生，研究方向为市政工程。E-mail： 1275238799@qq.com。

通信作者简介： 王嘉斌（1979—），男，山东济南人。教授，博士，硕士生导师，研究方向为市政工程。E-mail： cea_wangjb@ujn.edu.cn。

网络首发地址： https：//kns.cnki.net/kcms/detail/37.1378.N.20230403.1539.002.html

根据《2020年中国生态环境统计年报》，全国含氮废水年排放量为9.84×105 t，氮污染成为日益严重的环境问题［1］。传统的硝化-反硝化生物脱氮工艺需要补充碳源且能耗过高［2］，厌氧氨氧化和同步硝化反硝化（SND）等新型工艺具有曝气能耗低、碳源需求量小等优点［3-4］，其中短程硝化作为亚硝态氮（NO-2-N）累积的重要过程［5］，是影响新型生物脱氮工艺应用的关键环节。……