> [!abstract] 简介 > 本文参考了废水的处理中硝酸盐异化还原过程的相关资料,掌握这些知识可以对我们养鱼的理论有所帮助,尤其对于掌控反硝化作用十分有利。以下篇幅是根据含氮废水相关的研究成果,我们的养鱼的水可以理解为轻度氮污染的水。可以预见在合适的条件下,DNRA作用在鱼缸中会成为一种主流的反应并与反硝化反应竞争硝酸盐,因此十分有必要对此进行探究。 > https://zhuanlan.zhihu.com/p/513940637
[[硝酸铵化菌(DNRA菌)]]
硝酸盐异化还原到铵 (DNRA)
异化性硝酸盐还原作用(Dissimilatory Nitrate Reduction)最终产物为氨氮 ^+$ ,因此也可记为Dissimilatory Nitrate Reduction to Ammonium(DNRA)。自然界中DNRA已经被证明能够在各种海洋、河口和土壤生态系统中发生。
硝酸盐异化还原为铵 (DNRA) 或硝酸盐/亚硝酸盐氨化是一种厌氧呼吸过程,总体过程如下: - $ NO_3^- → NO_2^- → NH_4^+ $
• 或:
$ NO_3^- → NO_2^- →NO→ NH_4^+ $ 因此可知,DNRA作用与[反硝化作用](https://zhuanlan.zhihu.com/p/414737054)在环境中会同时竞争 ^-$ 。参考:[[微生态:DNRA与反硝化的竞争]]
DNRA过程解读
以下是DNRA细菌的细胞部分结构:
![[dnra.png]]
第一步
[[DNRA第一步:还原硝酸盐为亚硝酸盐]]
第二步
[[DNRA第二步:亚硝酸盐还原为氨氮]]
使用DNRA的好处
• 积累的亚硝酸盐的解毒:如果酶使用硝酸盐作为电子受体并产生亚硝酸盐,则会导致细胞内亚硝酸盐浓度升高,这可能对细胞有毒。DNRA 不会在细胞内储存亚硝酸盐,从而降低了毒性水平。
• DNRA 产生可用于 NADH 再氧化成 ^+$ 的电子阱:当环境受硝酸盐限制时,对电子阱的需求更加明显。
DNRA产生的氨氮是否会影响水质
DNRA过程合成^+$是否用于细胞合成取决于群体生存机制,如果微生物群体缺少生存所需 ^+$,即使环境因子不太适合,DNRA细菌也会优先合成^+$供自身及其他细菌生长。
副产物
尽管 DNRA 在硝酸盐还原过程中(如反化作用)不产生一氧化二氮 ($) 作为中间体,但 $ 仍可能作为副产物释放,因此 DNRA 也可以作为固定的生物可利用氮的汇。DNRA 的 $ 产生可能会在较高的 pH 值下得到增强。
季节影响
在沉积物中,
• 春季和夏季的总DNRA的速率>秋季
• 夏季:原核生物是 DNRA 的主要贡献者
• 春季和秋季:真核生物和原核生物对 DNRA 的贡献相似
参考资料
[活性污泥中硝酸盐异化还原成铵(DNRA)过程及其影响因素](https://www.hanspub.org/journal/PaperInformation.aspx?paperID=24088) [废水处理中异化硝酸盐还原为铵的研究进展](http://qks.cqu.edu.cn/html/cqdxxbcn/2021/6/20210616.htm)