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近年来,水产养殖业迅速发展,池塘养殖污染日益严重。为能够达到规模化、高产量并且对环境友好的养殖模式成为新的发展方向。沉积物是养殖池塘主要的营养元素的聚集地之一,如处理不当会破坏池塘生态环境。目前就如何通过调控沉积物进而改善、维护池塘环境成为了当下研究热点。为能进一步了解池塘沉积物脱氮效果以及微生物种群,本文主要从以下三个部分进行初步探究:1. 底泥碱度调控对水体中氮的影响本文以池塘沉积物为研究对象通过碱度调控方式探究其对泥、水界面氮的影响,为初步了解沉积物在碱度调控下对上覆水体氮素作用。实验使用小苏打(Na HCO3)调控水体碱度,上覆水初始碱度(以Ca CO3计)分别为A组143.3±7.10mg/L、B组275.2±22.01 mg/L、C组385.1±28.01 mg/L和D组466.5±61.50 mg/L。结果显示,沉积物对上覆水体脱氮率为A组93.31%、B组93.54%、C组94.88%、D组93.53%,组间无显著性差异(P>0.05)。实验各组NH4+-N、NO2--N分别在第17、20 d降至最低点,NH4+-N、NO3--N最终浓度均低于0.2mg/L。沉积物中N含量随实验时间增加而缓慢释放,碱度对沉积物N素释放有促进作用,对上覆水DOC浓度无影响。研究表明沉积物对上覆水具较好脱氮性能,但碱度调控对沉积物脱氮效果无影响(P>0.05)。2. 碱度调控对底泥中脱氮微生物的组成结构影响本文为研究沉积物受碱度调控下对微生物种群组成结构的影响,实验设置初始沉积物样本与实验样本(A组0 mg/L HCO3-、B组100 mg/L HCO3-、C组300mg/L HCO3-、D组500 mg/L HCO3-)。高通量结果显示门水平上初始沉积物与实验组系统中主要是变形菌门Proteobacteria、拟杆菌门Bacteroidetes、绿弯菌门Chloroflexi、酸杆菌门Acidobacteria、硝化螺旋菌门Nitrospirae、Epsilonbacteraeota。优势菌属均为硫自养反硝化为主的脱氮菌属,硫杆菌Thiobacillus,硫碱螺旋杆菌属Thioalkalispira。经实验期间培养,沉积物中的微生物多样性降低,种群结构发生变化。Chloroflexi、Acidobacteria相对丰度下降,Nitrospirae、Epsilonbacteraeota相对丰度增加。并且发现Nitrospirae是沉积物中主要的亚硝酸盐氧化细菌(NOB)。研究表明,池塘沉积物对上覆水具有明显脱氮效果,碱度调控对其无显著影响。碱度调控降低沉积物微生物多样性,提高了其群落丰富度。3. 水体氮底物变化对氮转化的影响为了研究水体氮底物变化对上覆水氮转化的影响,实验在第三章C组沉积物基础下,分别设置4个TN(NH4+-N:NO2--N 1:1)浓度梯度10mg/L、20mg/L、30mg/L、40mg/L。实验结果显示,脱氮率为A组86.32%、B组87.02%、C组79.29%、D组81.24%。A、B组TN浓度均低于2.5 mg/L,C、D组TN浓度分别为6.40±4.76mg/L、7.39±1.66 mg/L。C、D组TN去除效率显著低于其他两组(P<0.05)。实验在第4 d NH4+-N降至最低点,各组NO2--N浓度分别在第6、7、8 d降至最底值,NH4+-N、NO2--N最终浓度均低于0.2mg/L。C、D组NO3--N浓度在第6 d上升最终高于其他两组。随着浓度梯度的增高沉积物脱氮速率加快,D组脱氮速率显著高于其他实验组(P<0.05)。实验第一阶段脱氮速率显著高于第二阶段(P<0.05)。研究表明,池塘沉积物在低浓度组能有效去除水体氨态氮、亚硝态氮,较高浓度下去除率降低。