背景 近年来，珠江广州河段水质有机污染持续保持较高水平，以硅藻和绿藻为主的藻类大量繁殖，促使水体产生高浓度的氨氮，在硝化细菌的作用下进行氧化，源水亚硝酸氮的浓度不断上升，最高达2.4mg/L（约为正常水质的10倍以上）。另外由于高温持续时间长，与北方水厂比较，广州自来水公司在净水处理过程中，特别是在滤池中出现原因不明的特有的NO₂^-升高现象，造成出厂水和管网水亚NO₂^-浓度的升高。NO₂^-是水质污染的重要指标之一，已被证实会引发癌症和儿童高铁症等疾病，另外，水源水中亚硝酸氮浓度的升高，给净水处理带来了一系列问题，极大地增加了经济和技术负担。而NO₂^-升高与水中硝化细菌有着直接的关系，目前国内对于硝化细菌的研究多集中于污水处理设备的设计、土壤中硝化细菌菌群与农作物关系等方面，对水体中硝化细菌纯菌株的分离培养、检测及活性鉴定的研究很少，本研究通过API细菌鉴定和PCR／RFLP菌种分析，检测广州自来水水源水、出厂水和管网水的硝化细菌的分布和消长情况，评估出特有的水质NO₂^--N生物模式，连续动态分析广州自来水水源水、出厂水和管网水NO₂^--N生物模式的变化，培养出特有的硝化细菌优势菌群，初步确定亚硝化—硝化生物氧化的最佳理化平衡条件，从而探索去除NO₂^--N的最佳方法。 目的 通过现场采样和实验室模拟广州自来水处理过程中硝化细菌群的硝化模式，对净水过程中“三氮”含量进行分析，以探索控制和减少NO₂^--N的方法。 用PCR一RFLP方法进行菌种鉴定，寻找一种快速有效且可以直接用于分析鉴定环境水样中的硝化细菌的方法。方法 于广州市西村自来水厂采取水样，筛选出水样中特有的异营性及自营性的氨氧化与亚硝酸盐氧化细菌菌种，进一步对筛选出的自营性硝化细菌纯菌株进行硝化活性及增殖速率的检测，寻找具有高硝化能力的菌株。 对自然水样中的“三氮”含量进行短期（7d）及长期（60d）测定，探索“三氮”的变化规律及与硝化细菌消长的联系。 富集化培养自然水样中自营性硝化细菌，经形态学、生理学和生化学等方法进行鉴定，随机选取一株自营性硝化细菌纯菌株，用PCR法扩增am0A基因，并行酶切，以RFLP分析进行165 rDNA的定序鉴种。采用PCR/RFLP，对自然水样进行自营性硝化细菌的菌群分析。 对自然水样施加温度、值、温度+DO值和消毒剂四种处理因素，检测“三氮”含量的变化，初步确定亚硝化一硝化生物氧化的最佳理化平衡条件。结果 本研究从自然水样中筛选出121株细菌，分属7个属种，其中25株假单胞菌属（PseudomonaS）属、7株芽抱杆菌（Baeillus）属及10株节杆菌（Artrobacter）属的异营型氨氧化细菌，氨的氧化分解能力较强。自营菌类群鉴别结果发现，亚硝化细菌种分别属于亚硝化单胞菌（Nitrosomonas）属、亚硝化球菌（NitrosoeoeeuS）属，而所有的硝化细菌种都归属于硝化杆菌（Nitrobacter）属。 纯菌株与水样短期（7d）培养均有N仇一N含量的显著降低，而N岛一N的含量明显低于N氏一N，但在长期培养中，25d左右时，N仇一N含量突然升高达至峰值，增值达21.30Omg/L，其后增值降低。水样的变化则规律更为明显，显示水中参与氨氧化异营菌的影响同时存在。 amoA基因的定序结果表明，这株亚硝化细菌和自营性氨氧化细菌欧洲亚硝化菌（Nitrosomonas europaea）有较为接近的亲缘关系，这一结果与经富集培养后API系统鉴定所得结果相同。 对自然水样施加不同处理因素的结果显示，“三氮”含量对温度、DO、pH值、二氧化氯消毒等条件的变化均有相应的较明显的规律性变化。结论 本研究筛选出广州市自来水处理过程中特有的氨分解能力较强的异营性优势菌种及硝化细菌的优势菌种，为探索高N仇一N形成原因和发展有本地特色的生物水处理制剂奠定基础。 亚硝化细菌am0A基因PCR引物具有高度专一性，结合RFLP进行菌群分析，初步建立一种快速且直接用于分析鉴定环境水样本中的亚硝化细菌的方法，此法应用于水环境样本的检测在国内属首次。 自然水样中硝化细菌的硝化活性随不同条件有一定的变化规律，通过本研究，初步确定在PH值6.7一7.5;温度25一30℃;D0值2.0一3.5时，可较大程度改善广州自来水中高N仇一N的积累，这一结果可用于广州自来水厂水处理过程中“三氮”含量的预测，并证实二氧化氯消毒效果，可用于改善水厂的处理过程，降低生产成本。