隨著濱海養殖業、深層采礦業的迅速發展和鹽堿地的大規模開墾，含鹽廢水排放量不斷增加，嚴重威脅水環境安全。人工濕地因其高效、低耗等優點，成為一種廣泛應用的污染水體生態修復技術。但鹽脅迫嚴重抑制人工濕地中微生物的活性，導致人工濕地對氮素等污染物的凈化效率顯著下降，制約了人工濕地在含鹽廢水處理中的應用。
針對上述技術瓶頸，中國科學院東北地理與農業生態研究所水環境污染與防治學科組科研人員從鹽堿地土壤中篩選出耐鹽脫氮菌Alishewanella sp. F2，將其進行馴化，構建了耐鹽微生物強化的人工濕地高效脫氮技術，并揭示了其強化作用的發生機理。
研究表明，人工濕地接種外源耐鹽脫氮菌Alishewanella sp. F2后，含鹽廢水中氮的去除率和人工濕地整株植物的氮吸收量顯著提高，當進水電導率（EC）為15 mS/cm時，微生物強化的人工濕地對氨氮和總氮的去除效率（95.7%和99.4%）顯著高于對照組（68.5%和76.4%）。高通量測序發現，耐鹽脫氮菌Alishewanella sp. F2不僅增加了人工濕地中其他土著脫氮功能菌的豐度，有效緩解了鹽脅迫對微生物脫氮功能的抑制效應；還增加了根際促生菌等土著微生物的豐度，進而提高了人工濕地植物的生長能力及整株植物氮吸收量。因此，接種外源耐鹽脫氮菌Alishewanella sp. F2同步提升了人工濕地中微生物和植物的活性，從而提高了鹽脅迫條件下人工濕地的脫氮效率。該研究為人工濕地高效去除含鹽廢水中含氮污染物提供了一種新的解決方案，有利于拓寬人工濕地在水處理中的應用領域，同時對深入理解外源微生物與土著微生物交互作用提供了有力證據。
該研究由東北地理所王鑫壹（第一作者）、祝惠（通訊作者）等共同完成。研究成果發表在生態環境期刊Environment International上。該研究得到國家重點研發計劃項目（2016YFC0500404-4）和中科院青年創新促進會（2017274）的資助。
圖1 耐鹽微生物強化人工濕地脫氮效率（a: 氨氮；b: 總氮）
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