1. 研究目的与意义
研究背景、目的及意义
随着厌氧氨氧化过程的发现，围绕着这一氮素转化原理的自然科学研究和工程运用迅速掀起。近三十多年来，研究者们对anammox反应及其作用菌生理特性进行了大量而又深入的研究。人们发现在厌氧的条件下，不仅仅no2-可以作为唯一电子受体，小分子有机物，硫酸盐、fe(iii)和锰等均可作为电子受体，将氨氧化为nox或者n2。在这些电子受体中，最令人感兴趣的是关于同步实现高价铁还原和nh4 氧化的相关报道。这里特指是fe3 的生物还原与nh4 的生物氧化相耦合，最终通过产生氮气实现生物脱氮的生物反应系统。
roden（1996）和clement（2005）等在淡水湿地沉积物和湿地土壤中发现了fe3 可以与nh4 反应的现象后，学者们对铁还原氨氧化现象进行了大量的研究。sawayama（2006）发现在反应中加fe3 情况下出水nh4 的浓度降低。yang（2012）等在热带旱地土壤泥浆中研究了陆地生态系统中的铁还原氨氧化，发现加入fe3 时产物中n2比不加fe3 高5%~14%。在国内，郑平等（2008）研究了铁离子对厌氧氨氧化反应器性能的影响，发现铁离子对厌氧氨氧化有促进作用。中国科学院生态环境研究所（2014）研究表明水稻田中n的损失与铁有很大关系，他们认为是铁耦合氨氧化导致了n损失。这为nh4 的氧化打开了新的思路，也使的人们对自然界氮元素的转化与其他元素转化建立了新的联系。但是涉及这一特性的研究报道并不多，迄今为止可以查到的文献只有十多篇。这些文献也仅仅报道了在自然界中发现了fe3 还原nh4 氧化的现象。
最近，在研究fe(iii)对anammox污泥活性影响过程中也发现氨被过量氧化的现象。本研究通过接种anammox污泥，以nh4 和fe(iii)作为主要营养基质，研究以anammox系统是否存在fe(iii)还原氨氧化的现象，同时观察其反应特性及生物群落变化，并对反应机理进行初步探讨。
2. 研究内容和预期目标
研究内容
本课题利用传统anammox污泥进行fe3 还原nh4 氧化方面的研究，主要研究内容包含以下三个方面:观察驯化过程铁氨氧化反应现象；微生物的群落变化（与接种污泥对比）及对该系统内的反应机理进行初步探究。
预期目的
（1）富集到铁还原氨氧化微生物，确定反应是化学反应还是生物反应。
3. 研究的方法与步骤
方法
与厌氧氨氧化原理相似，用Fe3 为电子受体，NH4 为电子供体，以3个500ml的瓶子为序批式反应器，在恒温振荡器（34℃、125r/min)中进行反应，控制进水浓度氨氮100mg/L、亚硝氮0mg/L、硝态氮0mg/L、Fe2 0mg/L、Fe3 20mg/L，反应时间为2d，通过不同的测量仪器和检测手段对反应器中的出水氨氮、亚硝氮、硝态氮、Fe2 、Fe3 进行监测，同时用Fish的方法对系统内的微生物进行测定和观察。
4. 参考文献
[1].李良谟,潘映华,伍期途,等.无定形氧化铁作为嫌气下nh4 氧化时电子受体的研究[j].土壤学报,1988,25(2):184-190
[2].clementjean-christophe,junushrestha,joang.ehrenfeld,etal.ammoniumoxidationcoupledtodissimilatoryreductionofironunderanaerobicconditionsinwetlandsoils[j].soilbiologybiochemistry,2005,37():23232328.
[3].sawayamashigeki.possibilityofanoxicferricammoniumoxidation[j].journalofbioscienceandbioengineering,2006,101(1):7072.
5. 计划与进度安排
1月12日-3月20日完成英文文献的翻译工作，完成论文开题报告的撰写，确定实验方案。
3月22日-5月16日按实验方案，完成实验的运行与维护，完成日常数据的整理与
分析工作
