土壤反硝化作用(土壤反硝化作用的测定)

土壤反硝化作用的测定

硝化作用是指异养微生物进行氨化作用产生的氨，被硝化细菌、亚硝化细菌氧化成亚硝酸，再氧化成硝酸的过程。

反硝化作用即硝酸还原作用。土壤中存在许多化能异养型反硝化细菌，在通气不良，缺少氧气的条件下，可利用硝酸中的氧，使葡萄糖氧化成二氧化碳和水并释放能量。

土壤反硝化作用名词解释

硝化作用是指异养微生物进行氨化作用产生的氨,被硝化细菌、亚硝化细菌氧化成亚硝酸,再氧化成硝酸的过程.

反硝化作用即硝酸还原作用.土壤中存在许多化能异养型反硝化细菌,在通气不良,缺少氧气的条件下,可利用硝酸中的氧,使葡萄糖氧化成二氧化碳和水并释放能量.

能加重土壤反硝化作用的条件是

反硝化细菌能生存于作氮源用的硝酸盐的介质中，它能利用这种化合物既可作为能量代谢，又可用于物质代谢。反硝化细菌在土壤氧气不足的条件下，将硝酸盐还原成亚硝酸盐，并进一步把亚硝酸盐还原为氨及游离氮的细菌。它们的酶系统能使硝酸盐还原为NH3。并且微生物可同化这种氮以便合成细胞物质

反硝化细菌能够以亚硝态氮和硝态氮作氮源，活化简单，繁殖迅速，作用效果显著，24小时可见效。针对养殖水体亚硝酸盐偏高的情况有特效；针对藻类过度繁殖的水体能够大量消耗氮素营养，切断藻类氮素营养，维护良好水色；菌株在溶氧充足及厌氧条件下均可生存并进行反硝化反应，优化底质的物理、化学环境。

土壤硝化与反硝化

1、硝化细菌 ( Nitrifying bacteria ) 是一类好氧性细菌，包括亚硝酸菌和硝酸菌。生活在有氧的水中或砂层中，在氮循环水质净化过程中扮演着很重要的角色。

2、硝化细菌制剂是一种用于控制养殖池水自生氨浓度的处理剂，不仅使用相当方便，而且能发挥立竿见影的效果，故越来越受鱼友的欢迎。使用时可直接将该剂散布于池中，不久即能发挥除氨的功效。

3、市售硝化细菌制剂可分为活菌及休眠菌两种，渔友可依自己的需要选购使用。前者是利用细菌的活体制成，在显微镜的观察下，可看到它们的活动情形。后者是利用休眠菌制成，在显微镜的观察中，则无法看到它们具有活动能力。

4、反硝化细菌的生理类群包括广泛的腐生微生物组成。在通常氧化有机物质的条件下是依靠游离态O2，而在转为呼吸的嫌气的条件下，则依靠硝酸盐的结合态氧，硝酸盐是氢的受体。

5、反硝化细菌能生存于作氮源用的硝酸盐的介质中，它能利用这种化合物既可作为能量代谢，又可用于物质代谢。反硝化细菌在土壤氧气不足的条件下，将硝酸盐还原成亚硝酸盐，并进一步把亚硝酸盐还原为氨及游离氮的细菌  。

它们的酶系统能使还原为NH3，并且微生物可同化这种氮以便合成细胞物质。

6、采用优良反硝化菌株经特殊工艺发酵而成。菌株反硝化能力强，能够以亚硝态氮和硝态氮作氮源，活化简单，繁殖迅速，作用效果显著，24小时可见效。针对养殖水体亚硝酸盐偏高的情况有特效；

针对藻类过度繁殖的水体能够大量消耗氮素营养，切断藻类氮素营养，维护良好水色；菌株在溶氧充足及厌氧条件下均可生存并进行反硝化反应，优化底质的物理、化学环境。

7、反硝化细菌主要作用：还原水体中的亚硝酸盐，使之生成无害的氮气，解除亚硝酸盐的危害。消耗氮素营养，抑制藻类过度繁殖，净化水体。抑制致病菌。改良底质。

土壤反硝化速率测定

（1）pH值硝化菌对pH值的变化非常敏感，最佳pH值是8.0～8.4。在这一最佳pH值条件下，硝化菌最大的比增殖速度可达最大值；当pH值低于6或高于9.6时，硝化反应将停止进行。反硝化菌最适宜的pH值是6.5～7.5，在这个pH值条件下，反硝化速率最高，当pH值高于8或低于6时，反硝化速率将很快下降。（2）溶解氧（DO）氧是硝化反应过程中的电子受体，反应器内溶解氧高低，必将影响硝化反应的进程。在进行硝化反应的曝气池内，根据试验结果证实，DO含量不得低于1mg/L，通常为1～2mg/L。反硝化菌是异 养兼性菌，只有在无分子氧而同时存在NO3-和NO2-的条件下，它们才能够利用这些离子中的氧进行呼吸，使硝酸盐还原。在有溶解氧存在时，反硝化菌首先利用溶解氧，这将阻碍反硝化反应的进行。但当水中有少量溶解氧时，污泥絮体内部仍为厌氧状态，所以反硝化反应并不要求DO严格为零。反硝化菌以在厌氧、好氧交替所谓“兼氧”的环境中生活为宜，DO应控制在0.5mg/L以下。（3）碳源硝化菌是自养型细菌，有机物浓度并不是它的生长限制因素，故含碳有机物浓度不应过高，一般BOD值应在20mg/L以下；若BOD浓度过高，会使异养菌迅速增殖，从而使自养型的硝化菌得不到优势，不能成为优势种属，硝化反应较难进行。在反硝化过程中，BOD/N是控制脱氮效果的一个重要因素。能为反硝化菌所利用的碳源分为污水中所含的碳源以及外加碳源，前者可直接用于反硝化过程。一般认为当污水中BOD5/TN＞3～5时，碳源充足，无需外加碳源；低于此值时应补充必要的外来碳源，通常补加甲醇、乙醛等可生化性好的物质。（4）温度硝化反应的适宜温度是20～30，15以下时，硝化速度下降，5时完全停止。反硝化反应可在15～35的温度范围内进行，当温度低于10或高于30时，反硝化速率明显下降；当温度在3以下时，反硝化作用将停止。（5）生物固体平均停留时间生物脱氮工艺中的生物固体平均停留时间（污泥龄，SRT）主要由亚硝酸菌的世代期所控制。一般生物脱氮工艺的污泥龄为2～4d，有时可高达10～15d，甚至30d。较长的污泥龄可增加生物硝化的能力，并可减轻有毒物质的抑制作用，但过长的污泥龄将降低污泥的活性而影响处理效果。SRT值与温度密切相关，温度低，SRT取值应显著提高。（6）有毒物质除重金属外，对硝化反应产生抑制作用的物质还有高浓度的NH4 -N、高浓度的NO2--N和NO3--N、有机物以及络合阳离子。

土壤反硝化作用的测定原理

　　深床滤池+碳源投加+反硝化滤池控制技术=深床反硝化滤池。

土壤反硝化作用的测定标准

氮氧化物污染

氮氧化物(nitrogen oxides)包括多种化合物，如一氧化二氮(N2O)、一氧化氮 (N0)、二氧化氮(NO2)、三氧化二氮 (N203)、四氧化二氮(N204)和五氧化二氮(N205)等。除二氧化氮以外，其他氮氧化物均极不稳定，遇光、湿或热变成二氧化氮及一氧化氮，一氧化氮又变为二氧化氮。因此，职业环境中接触的是几种气体混合物常称为硝烟 （气），主要为一氧化氮和二氧化氮，并以二氧化氮为主。氮氧化物都具有不同程度的毒性。

基本信息

中文名

氮氧化物污染

类别

相关词汇

主要污染物

一氧化氮 NO和二氧化氮 NO2

简介

氮氧化物（NOx）主要是一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2),它们在大气中的含量和存在的时间达到对人、动物、植物以及其他物质产生有害影响的程度，就形成污染。大气中还有其他形态的氮氧化物，如氧化亚氮(N2O)和三氧化二氮(N2O3)等。

NO在大气中能与臭氧很快地反应形成 NO2。NO直接与氧作用生成 NO2的速率主要取决于NO的浓度和环境温度。在20℃以下、NO浓度为10毫克/米3的条件下,10%的NO氧化为NO2需1.5小时，50%的NO氧化为NO2需要10.75小时。在NO浓度为2毫克/米3的条件下,10%的NO氧化为NO2需8小时以上。可见空气中NO含量很低时，它能在空气中存留较长时间。NO也可与 NO2反应生成三氧化二氮(N2O3),但形成的量很少，对大气质量没有多大影响。NO2是低层大气中最重要的光吸收分子，可以吸收太阳辐射的可见光和紫外光。它吸收了波长小于 400纤米的紫外光，被分解成NO和氧原子，尤其是在波长为300～370纤米的光照射下,90%以上的NO2分子可分解；由于NO2中氧原子和NO之间化学键的键能(73卡/摩尔)大于波长为400纤米的光子能量，因此NO2受到波长大于420纤米的可见光照射，不发生分解。大气中绝大部分的NOx最终转化为硝酸盐微粒，并通过湿沉降或干沉降等过程而从大气中消失。N2O是隋性气体，在大气中可存留很长时间。它进入平流层大气中后，可与臭氧发生反应而分解。

形成

大气中 NOx的含量主要取决于自然界氮循环过程，这一过程每年向大气释放NO约430×106吨左右，约占总排放量的90%,人类活动排放的NO仅占10%。大气中NO的本底浓度为0.5～12微克/米3,在大气中的“寿命”约为几天。NO2主要由NO氧化而来，每年产生约568×106吨。人类活动排放的NOx主要来自各种燃烧过程，其中以工业窑炉和汽车排放的为最多。

燃料燃烧时NOx有两个生成途径:①空气中的氮在高温下被氧化生成的，这样生成的NOx称为热致NOx,其生成量是火焰结构和温度的函数。温度越高，燃烧区氧的浓度越大,NOx的生成量也就越大。燃煤发电厂废气中NO含量为400～24000毫克/米3。②燃料中各种氮化物被分解氧化生成的 NOx,称为燃料NOx。矿物燃料中所含的有机氮化合物，如石油中的吡啶(C5H5N)、哌啶(C5H11N)、喹啉(C9H7N)和煤中的链状和环状含氮化合物，C-N键能一般为60～150卡/摩尔，燃烧过程中易被氧化为NOx。

以汽油和柴油为燃料的各种机动车辆，特别是汽车，排出的废气中含有大量的NOx。废气中的NOx含量同汽车的运行速度相关，空档和减速时,NOx为10～100毫克/米3，定速时约 6000毫克/米3，加速时可达 8000～12000毫克/米3。N2O主要由土壤和水体中的硝酸盐经微生物的反硝化作用而产生。

危害防治

NOx通过呼吸进入人体肺的深部，可引起支气管炎或肺气肿（见氮氧化物污染对健康的影响）。NOx还能和大气中其他污染物发生光化学反应形成光化学烟雾污染。N2O在大气中经氧化转变成硝酸，是造成酸雨的原因之一。N2O还可使平流层中臭氧减少，从而使到达地球的紫外线辐射量增加。

NOx污染与采用矿物燃料作能源有关。汽车用量日增，并高度集中于大城市，致使NOx成为世界各大城市主要的大气污染物之一。由于氮氧化物的治理难度较大，在今后相当长一段时间内,NOx的污染情况估计不会有大的改善。关于人类活动而产生的NOx污染的防治，见氮氧化物治理。

环境标准

中国《大气环境质量标准》规定氮氧化物（换算成NO2）的环境标准分为三级：一级标准规定日平均最大浓度限值为0.05毫克/米3，任何一次测定值不许超过0.10毫克/米3，适用于自然保护区、风景区、名胜古迹和疗养区；二级标准规定日平均最大浓度限值为0.10毫克/米3，任何一次测定值不许超过0.15毫克/米3，适用于城市规划中的居民区、商业、交通居民混合区、文化区和农村；三级标准规定日平均最大浓度限值为0.15毫克/米3，任何一次测定值不许超过0.30毫克/米3,适用于大气污染严重的城镇、工业区以及城市交通枢纽、干线等。

土壤硝化反应

使用氮肥，一般是铵盐（NH4+），铵盐在硝化细菌的作用下，发生硝化反应，铵盐就转化成硝酸盐。可加入少部分阳离子，例如钾离子和钠离子，使用含这些元素的化肥进行中和，效果好点。大量增施有机肥的同时，掺拌绿肥或松针土。有机肥能有效补充土壤中的有机质，建议大量使用。而拌绿肥和松针土，是改良碱性土壤的快捷有效方法。

论述土壤中反硝化作用发生的过程及其主要影响因素

在需要脱氮的污水中，往往是碳源不足导致反硝化的去除率低，导致出水TN超标，所以外加碳源成为了目前唯一适用于实践的手段，目前碳源一般有甲醇、乙酸钠、面粉、葡萄糖等

土壤反硝化作用的测定方法

硝化作用是指异养微生物进行氨化作用产生的氨，被硝化细菌、亚硝化细菌氧化成亚硝酸，再氧化成硝酸的过程。 反硝化作用即硝酸还原作用。土壤中存在许多化能异养型反硝化细菌，在通气不良，缺少氧气的条件下，可利用硝酸中的氧，使葡萄糖氧化成二氧化碳和水并释放能量。