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人們過去認(rèn)為反硝化過程是全球氮循環(huán)（圖1）中N₂產(chǎn)生的唯一機(jī)制。直推式鉆機(jī)，取土鉆機(jī)，環(huán)評采樣，環(huán)評取土，土壤污染采樣，

圖1土壤氮轉(zhuǎn)化過程

直到在廢水處理體系中發(fā)現(xiàn)了一種新型的生成氮?dú)獾奈⑸镞^程，它被稱為厭氧氨氧化(Anammox)過程。Anammox是在缺氧條件下將NH₄⁺和NO₂^-直接反應(yīng)生成氮?dú)?，并釋放到大氣中的過程。直推式鉆機(jī)，取土鉆機(jī)，環(huán)評采樣，環(huán)評取土，土壤污染采樣，

NH₄⁺+ NO₂^-→ N₂+2H₂O

參與厭氧氨氧化的菌稱為Anammox細(xì)菌（圖2），它是一種生長緩慢的厭氧微生物，它的倍增時間約為11天。直推式鉆機(jī)，取土鉆機(jī)，環(huán)評采樣，環(huán)評取土，土壤污染采樣，

圖2 厭氧氨氧化細(xì)菌

目前，Anammox細(xì)菌只能通過富集培養(yǎng)的方式存在而不能得到分離的純培養(yǎng)體，人們最初認(rèn)定Anammox細(xì)菌是嚴(yán)格的自養(yǎng)微生物，是以亞硝酸鹽作為還原物將CO₂固定生成硝酸鹽的過程：

圖3 硝酸鹽生成過程

然而，有些Anammox細(xì)菌(Anammoxaglobus，Brocadia，Kuenenia)具有更多的代謝方式，它們也可以通過異化硝酸鹽還原生成銨態(tài)氮氧化有機(jī)酸并且可以進(jìn)行厭氧的錳和鐵氧化。Anammox細(xì)菌在6-43℃之間是存在活性的，37℃下是其最佳的生存環(huán)境，但在最近的研究發(fā)現(xiàn)在溫度到達(dá)52℃的溫泉水中，也發(fā)現(xiàn)了Anammox過程，甚至是在85℃的深海熱泉中，Anammox過程依然存在。Anammox過程一般發(fā)現(xiàn)在6.7至8.3的pH范圍內(nèi)，pH為8是最佳，對于銨和亞硝酸鹽的底物親和性較高，親和力常數(shù)小于10 μM。在氧濃度> 0.5％時，Anammox活性會被抑制，但這種抑制是可逆的，當(dāng)亞硝酸鹽濃度高于20 mM時，Anammox活性被抑制且該抑制是不可逆地。

Anammox細(xì)菌是屬于浮霉菌門(Planctomycetes)的一類細(xì)菌，它是從水生環(huán)境中發(fā)現(xiàn)的，同時也是土壤微生物群落的重要組成部分。Anammox細(xì)菌在各種水生生態(tài)系統(tǒng)中的氧化還原過渡區(qū)具有很高的活性，對N2產(chǎn)生有顯著的貢獻(xiàn)。Anammox在廢水處理系統(tǒng)中NH4+的去除和水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)中N₂的形成至關(guān)重要，近年來陸地生態(tài)系統(tǒng)中Anammox細(xì)菌的多樣性，豐度，分布和活性也不斷被報道。國際上關(guān)于Anammox反應(yīng)的研究主要為海洋生態(tài)系統(tǒng)且十分成熟，對淡水環(huán)境的研究主要集中于湖泊生態(tài)系統(tǒng)中，而農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中則研究甚少，直到最近關(guān)于水稻土的Anammox過程的研究才剛剛起步。土壤厭氧氨氧化過程通常通過15N同位素示蹤法（圖3）來研究，研究發(fā)現(xiàn)施肥水稻土的Anammox過程可能占土壤氮素?fù)p失的4%-37%，值得重視。

厭氧氨氧化：

NH₄⁺+¹⁵NO₂^-→²⁹N₂+ 2 H₂O(1)

反硝化反應(yīng)：

¹⁵NO₃^-→¹⁵NO₂^-→¹⁵NO →³⁰N₂O →³⁰N₂ (2)

本文涉及的相關(guān)研究受國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃

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