华北电力大学郑茂盛团队ES&T：揭示二级出水人工湿地中完全氨氧化菌的功能优势与竞争策略

该研究由华北电力大学郑茂盛教授团队在环境领域顶级期刊Environmental Science & Technology上发表，系统探讨了完全氨氧化菌（comammox Nitrospira）在城市二级出水人工湿地中的生态功能优势与竞争策略。背景：污水处理厂二级出水含氮污染物影响受纳水体，人工湿地是生态友好型深度处理技术，但关于其中comammox的分布和功能研究不足。研究目的：以6个大型二级出水人工湿地为对象，利用定量PCR、双重抑制法、DNA稳定同位素探针（DNA-SIP）及宏基因组分析，评估comammox的硝化贡献并揭示其竞争机制。结论：研究发现comammox在低氨氮、低碳氮比的尾水处理系统中普遍存在，丰度占氨氧化微生物的42%-96%，硝化贡献率达33%-61%，显著高于氨氧化细菌（AOB）和氨氧化古菌（AOA）。活性物种鉴定为Nitrospira nitrosa簇，其具有高底物亲和力（低半饱和常数Kₘ₍ₐₚₚ₎）和环境韧性，符合“K策略”生态适应机制。比较基因组分析显示comammox携带多种独特适应基因（如糖代谢、海藻糖合成、生物膜形成等），增强其资源利用效率和竞争能力。研究还提出在人工湿地中选择性富集comammox可提升深度脱氮效率、降低能耗与温室气体排放，为可持续低碳污水处理工艺提供依据。