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本文以武汉东湖为研究对象,选取了不同污染程度的三个样点。对其沉积物污染负荷及不同形态氮的垂直分布进行了分析,还开展了沉积物中异化性硝酸还原酶(dNaR)和异化性亚硝酸还原酶(dNiR)活性以及动力学参数的垂直分布研究;同时,还进行了硝酸盐还原菌的垂直分布的初步研究,测定了反硝化和硝酸盐异化还原成铵作用(dissimilatory nitrate reduction to ammonium)在硝酸盐异化还原中所占的比例。结果如下:
(1)3个样点中3号点污染最严重,1号点最轻,与2006年9月相比,由于由于受到武汉市二环线东湖隧道工程挖泥清淤的影响,1号点从之前污染最严重的样点变成污染最轻的样点。
(2)不同点位沉积物中dNaR活性不同,污染程度最严重的3号点位dNaR活性最高,污染程度最低的1号点活性最低。不同点位沉积物中dNaR活性在垂向分布上具有相似特征:0~15cm沉积物中活性较大,15cm以下随着深度的增加酶活性迅速降低;硝酸盐还原菌数量在垂向分布上随着深度的增加而减小。dNaR活性与TOC以及TN不具有相关性,dNaR活性与硝酸盐以及硝酸盐还原菌数量呈显著性相关(P<0.05)。结合3个点沉积物的dNaR的动力学参数Km值和Vmax值的垂直分布,表明东湖沉积物硝酸盐异化还原作用主要发生在0~15cm层。
(3)3个样点沉积物中的dNiR活性都是在表层0~5cm处最大,5~10cm处迅速降低,15cm处略有增加,20cm以下趋于稳定。在10cm以下,虽然dNiR活性降低,但是仍然维持在一个较大值(在25cm处大于100μg/(g·h)),dNaR活性和污染程度并无相关性。结合3个点沉积物的dNiR的动力学参数Km值和Vmax值的垂直分布,表明东湖沉积物的亚硝酸盐的进一步还原主要发生在5~15cm层。
(4)在加入硝酸盐的情况下,对3个样点沉积物进行缺氧培养,发现有NH4+的累积,NH4+的累积主要来自于DNRA作用。3个样点沉积物中,反硝化作用占绝对优势,DNRA作用在硝酸盐异化还原的比例很小。