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硝酸盐氮氧稳定同位素分馏过程记录的海洋氮循环研究进展 总被引：2，自引：1，他引：1
海洋生态系统中的氮素生物地球化学循环主要是由微生物的代谢过程来驱动的,包括氮固定、氮同化、硝化以及反硝化和厌氧氨氧化过程,这些过程都伴随着不同程度的氮氧同位素的分馏,直接影响着海洋硝酸盐中的氮氧稳定同位素组成.因此,通过检测海洋硝酸盐中的氮氧稳定同位素信号,就可以捕捉到海洋中发生的具体氮素循环过程.细菌反硝化法是这一研究最有力的手段,通过细菌的作用把硝酸盐中记录的氮氧稳定同位素信号转化到N2O中,再通过痕量N2O的同位素质谱测定和分析,准确地反映海洋中发生的氮素转化过程.硝酸盐氮氧稳定同位素分馏过程为深入理解海洋氮循环提供了一个重要的工具,有力推动了海洋氮素生物地球化学的研究,在近10年来取得了重要进展. 相似文献
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氮、氧同位素在地下水硝酸盐污染研究中的应用 总被引：8，自引：0，他引：8
硝酸盐是地下水中难以去除的稳定污染物之一,是地下水氮(N)污染的主要形式.不同氮来源的硝酸盐氮、氧(O)同位素组成不同,可利用N、O同位素并结合其他同位素技术示踪硝酸盐污染源,识别反硝化过程,对于有效控制污染源和评估地下水对硝酸盐污染的恢复自净能力有重要意义.本文介绍了N、O同位素技术在地下水硝酸盐污染源追踪和反硝化过程的识别方面的原理和应用以及目前发展状况. 相似文献
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硝酸盐的氮和三氧同位素(δ15N, δ17O和δ18O)及氧同位素非质量分馏(△17O)综合研究, 可以更有效地示踪硝酸盐的来源和形成过程、制约硝酸盐的形成条件。本文详细描述了细菌反硝化法测定10–6级硝酸盐氮和三氧同位素的分析测试方法和实验要点。综合优化改良的细菌反硝化前处理方法、全自动气体预浓缩富集纯化系统和测试流程, 实现了实验室长期测定数据的稳定性, 以及多批次标准样品测定的良好重现性。10 nmol NO– 3标准样品的δ18O和δ15N测试精度分别是0.25‰(1σ)和0.40‰(1σ)。80 nmol NO– 3标准样品的δ18O、δ17O和δ15N的测试精度分别是0.5‰(1σ)、0.4‰(1σ)和0.1‰(1σ), 据此计算出的Δ17O精度为0.46‰(1σ)。 相似文献
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硝酸盐氮氧同位素反硝化细菌法测试研究 总被引：2，自引：0，他引：2
进入21世纪,硝酸盐氮氧同位素测试技术的显著进展是反硝化细菌法测试技术的建立。反硝化细菌法具有可同时分析浓度低至μg/L的硝酸盐氮氧同位素组成、免去复杂的样品预处理、分析时间大大缩短以及从复杂溶液中只转化NO3-为N2O等优点。实验过程由细菌挑选和培养、样品NO3-转化为N2O、N2O提取纯化、同位素测试以及同位素测试结果校正等几个关键步骤组成。国外研究结果显示该技术不仅可用于海水和淡水中硝酸盐同位素测试,而且还可用于土壤样品,并得到不断的完善和应用;国内建立了这一技术,在包气带和地下水硝酸盐污染研究中取得重要进展。由于该技术诸多优点,建议大力促进这一技术在我国的研究和应用,希望有关部门加大支持力度,进一步完善该技术并推广应用。 相似文献
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氮氧同位素在河流硝酸盐研究中的应用 总被引：9，自引：0，他引：9
多年来，世界各地河流普遍存在硝酸盐污染问题。为控制河流的硝酸盐污染，确定河水中硝酸盐的来源以及研究氮的循环过程就显得尤为重要。由于在不同成因下，硝酸盐的δ15N和δ18O存在着较大差异，因此利用氮、氧同位素方法研究河流硝酸盐问题正日益受到国内外研究人员的重视。综述了用硝酸盐中氮、氧同位素来研究河流硝酸盐的不同来源(大气沉降、化肥、牲畜粪、土壤硝酸盐等)和示踪其地球化学循环过程，特别是反硝化过程，这两方面的研究进展，并对我国河流硝酸盐研究现状进行了讨论及提出今后的研究方向。 相似文献
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海水硝酸盐氮、氧同位素组成研究进展 总被引：2，自引：0，他引：2
海洋中氮的生物地球化学循环影响着海洋生态系统的结构和功能,并和全球气候变化有着密切的联系,一直是海洋科学研究的重点和热点。海水硝酸盐的15N/14N和18O/16O比值可以反映海洋中氮循环的主要过程,因而成为研究海洋氮循环的一个重要手段。综述海水硝酸盐氮、氧同位素组成的测定方法,同化吸收作用、硝化作用、反硝化作用、生物固氮作用等氮循环过程所导致的氮、氧同位素分馏及其在海洋学研究中的应用。海洋生态系中硝酸盐氮、氧同位素的分布可以提供支持生物生产力的氮来源信息,以及氮在不同储库迁移转化的路径与机制。未来的研究需要发展适用于低含量硝酸盐的同位素测量方法,构筑海洋氮的收支平衡,掌握影响上层海洋硝酸盐氮、氧同位素变化的过程,获取全球海域有关硝酸盐氮、氧同位素组成的更多数据。 相似文献
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人为活动通常是地下水硝酸盐污染的主要原因。不同来源的NO3^-具有不同的氮、氧同位素组成,利用地下水NO3^-中的δ15N和δ18O值可有效识别地下水硝酸盐污染的来源。引起地下水中NO3^-含量显著减少的不同物理、化学和生物过程,所产生的氮、氧同位素分馏效应有明显差别。地下水系统中反硝化作用发生时,NO3^-中氮和氧同位素分馏系数呈一定比例。因此NO3^-中δ15N和δ18O值也是示踪地下水硝酸盐循环,尤其是反硝化作用的有效手段。利用NO3^-中氮和氧双同位素,并与其他环境同位素及化学分析技术相结合,示踪NO3^-来源及其循环是地下水硝酸盐污染研究的重要方向之一。综述了利用地下水硝酸盐中氮和氧同位素识别NO3^-污染源与循环的研究进展,简述了近年迅速发展的阴离子交换树脂取样法,概述了此方面研究存在的主要问题,并展望了今后的研究方向。 相似文献
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地下水NO3-氮与氧同位素研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
人为活动通常是地下水硝酸盐污染的主要原因.不同来源的NO3-具有不同的氮、氧同位素组成,利用地下水NO3-中的δ15N和δ18O值可有效识别地下水硝酸盐污染的来源.引起地下水中NO3-含量显著减少的不同物理、化学和生物过程,所产生的氮、氧同位素分馏效应有明显差别.地下水系统中反硝化作用发生时,NO3-中氮和氧同位素分馏系数呈一定比例.因此NO3-中δ15N和δ18O值也是示踪地下水硝酸盐循环,尤其是反硝化作用的有效手段.利用NO3-中氮和氧双同位素,并与其他环境同位素及化学分析技术相结合,示踪NO3-来源及其循环是地下水硝酸盐污染研究的重要方向之一.综述了利用地下水硝酸盐中氮和氧同位素识别NO3-污染源与循环的研究进展,简述了近年迅速发展的阴离子交换树脂取样法,概述了此方面研究存在的主要问题,并展望了今后的研究方向. 相似文献
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Microbiological denitrification and denitrifying activity ofParacoccus Denitrificans 总被引：2，自引：0，他引：2
With rapidly industrial and agricultural development,more and more fertilizers,chemicals and heavy ions will be discharged into lakes and rivers,which would cause lake eutrophication and quality deterioration in drinking water sources.Therefore,denitrification is essential for controlling the amounts of nitrogen,During the transformation process from nitrate to the end products-nitrogen and several intermediated[e.g.nitrite(NO2^-),nitrous oxide(N2O) and nitric oxide(NO)]may be accumulated,which have more toxic influences on the environment.in This study,the denitrification effect of Paracoccus Denitrificans was examined on the changes between oxic and anoxic conditions at varying pH.At pH=7.5,denitrification proceeded well after 3 switches from oxic to anoxic conditions and vice versa,Production of N2 was constant and the amounts of NO2-,N2O and NO were extremely low.How ever,at pH=6.8,denitrification activity was inhitied and there large amounts of the intermaediates.The denitrifying bacteria decreased violently in dry weight and were washed out. 相似文献
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Nitrate pollution of groundwater in the Yellow River delta,China 总被引：8，自引：0，他引：8
Jianyao Chen Makoto Taniguchi Guanqun Liu Kunihide Miyaoka Shin-ichi Onodera Tomochika Tokunaga Yoshihiro Fukushima 《Hydrogeology Journal》2007,15(8):1605-1614
Nitrate pollution of groundwater in the Yellow River delta, China is an important issue related not only to nitrate dispersion and health concerns but also to mass transport and interactions of groundwater, sea, and river waters in the coastal area. The spatial distribution of nitrate, nitrate sources, and nitrogen transformation processes were investigated by field surveys and geochemical methods. Nitrate occurred mainly in shallow layers and had a spatial distribution coinciding with geomorphology and land/water use. Irrigation water from the Yellow River and anthropogenic waste are two main nitrogen sources of nitrate in the delta, and both denitrification and mixing processes could take place according to characteristics identified by ionic and isotopic data. 相似文献
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The western Arctic Shelf has long been considered as an important sink of nitrogen because high primary productivity of the shelf water fuels active denitrification within the sediments, which has been recognized to account for all the nitrogen (N) removal of the Pacific water inflow. However, potentially high denitrifying activity was discovered within the oxygenated Chukchi Shelf water during our summer expedition. Based on 15N-isotope pairing incubations, we estimated denitrification rates ranging from 1.8 ± 0.4 to 75.9 ± 8.7 nmol N2 L?1 h?1. We find that the spatial pattern of denitrifying activity follows well with primary productivity, which supplies plentiful fresh organic matter, and there was a strong correlation between integrated denitrification and integrated primary productivity. Considering the active hydrodynamics over the Chukchi Shelf during summer, resuspension of benthic sediment coupled with particle-associated bacteria induces an active denitrification process in the oxic water column. We further extrapolate to the whole Chukchi Shelf and estimate an N removal flux from this cold Arctic shelf water to be 12.2 Tg-N year?1, which compensates for the difference between sediment cores incubation (~ 3 Tg-N year?1) and geochemical estimation based on N deficit relative to phosphorous (~ 16 Tg-N year?1). We infer that dynamic sediment resuspension combined with high biological productivity stimulates intensive denitrification in the water column, potentially creating a nitrogen sink over the shallow Arctic shelves that have previously been unrecognized. 相似文献
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近年来水环境中硝酸盐污染与抗生素污染的现象引起了人们的广泛关注,但目前复合抗生素污染对反硝化过程产生的影响并不明确。本研究以水环境中检出率较高的诺氟沙星和洛美沙星为代表进行模拟实验,探究ng级的两种抗生素复合对反硝化过程的影响。硝氮和亚硝氮的降解情况表明,实验浓度条件下,洛美沙星、诺氟沙星单用与二者联用对水环境中的反硝化过程存在不同的抑制作用。洛美沙星单用前期轻微促进反硝化,后期表现抑制作用,而诺氟沙星单用始终表现出抑制作用;洛美沙星和诺氟沙星联用抑制作用小于诺氟沙星单用,联用表现为拮抗作用。各体系的抑制作用大小为诺氟沙星>诺氟沙星+洛美沙星>洛美沙星。该模拟试验条件虽与实际条件有所差异,但在一定程度上表明抗生素联用表现出拮抗作用与反硝化体系内微生物数量、活性,反硝化酶活性,反硝化菌优势物种Achromobacter xylosoxidans、Acinetobacter baumannii、Pseudomonas sp.KY及功能基因nosZ和aac的丰度的变化有关。抗生素加入反硝化体系后会产生持续的影响,随反应时间的增加,反硝化菌逐渐适应有低浓度抗生素存在的环境,喹诺酮类抗生素耐药基因数量增加,微生物的耐药性增强,反硝化菌在数量和活性、反硝化酶活性及微生物群落层面均有回升趋势。 相似文献
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包气带作为防止地下水硝酸盐污染的天然屏障,其反硝化效果通常受到碳源的限制。针对地下水硝酸盐污染防治技术现状,本文采用Ca(OH)2处理的玉米芯作为反硝化的碳源材料,构建包气带强化反应层,用响应曲面法研究硝酸盐浓度、含水量和温度的交互作用对脱氮性能影响,并用硝态氮去除率、亚硝态氮累积、pH值变化以及溶解性有机碳(dissolved organic carbon, DOC)淋失通量综合评价脱氮性能,最后采用高通量测序揭示脱氮层中微生物变化。研究结果表明:温度、含水量以及温度和含水量交互作用对硝态氮去除率影响显著,其中温度是反硝化过程中最关键的因素;系统运行74天后,硝态氮去除率达到50%,亚硝态氮累积量(以N计)大多低于3 mg/L,pH值维持在7.0左右,DOC淋失通量(以C计)介于0.10.2 mg/(cm2·d);高通量测序发现,脱氮层中微生物的丰富度降低,而与反硝化和碳分解有关的微生物相对丰度提高,在碳源的刺激下微生物向有利于脱氮的方向演变。 相似文献
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Benthic foraminifera is the first kind of eukaryotes reported to carry on denitrification, which breaks the understanding of the eukaryotic metabolic way. Numerous studies have demonstrated that the contribution of benthic foraminifera to sedimentary denitrification exceeds the prokaryotes. Furthermore, benthic foraminifera stores large amount of nitrate intracellularly, which far exceeds the amount of nitrate in pore water. These findings challenge our understanding of the nitrogen cycle in sediments. The study of foraminiferal intracellular nitrate storage and denitrification is significant to figure out the metabolic way of eukaryote in anoxic environment and to quantify the balance of nitrogen in marine environment. The history of foraminiferal intracellular nitrate storage and denitrification study was discussed. In addition, the distribution of foraminiferal intracellular nitrate and denitrification rates in marine environment was also discussed. The latest research progresses about the related mechanism were also summarized. Finally, the problems and challenges in present and future studies were discussed. 相似文献
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本文在对普通培养条件下异养微生物粪产碱杆菌(Alcaligenes faecalis,A.faecalis)反硝化特征研究的基础上,运用电化学方法于一定电势下(-0.15 V、-0.06 V、+0.06 V vs.NHE)模拟半导体矿物导带光电子能量,探讨不同能量的光电子对A.faecalis反硝化特性及细胞生长代谢的影响。实验显示,在普通培养条件下,A.faecalis在有氧和无氧环境中均不能还原NO-3,但还原NO-2效果明显。在模拟光电子实验体系中,A.faecalis可在不同电势(-0.15 V、-0.06 V、+0.06 V)的阴极石墨电极表面附着并形成具有反硝化活性的菌膜;其中,外加电势为-0.15V的实验组菌膜量最多,其NO-3去除率也最高,10天达到52%;-0.06 V体系略低,NO-3去除率为30.5%,+0.06 V体系菌膜量最少,其NO-3去除效果也最差,仅为10.6%。而在不添加微生物的电化学体系中,3个外加电势下的NO-3浓度均未发生明显变化。本实验研究结果证明了一定能量的半导体矿物光电子可影响土壤异养微生物A.faecalis的生长代谢及反硝化行为。 相似文献