亞硝酸鹽型厭氧甲烷氧化過程與應(yīng)用研究進展

孫巍，丁燕玲，張麗娟，夏春雨

龍巖學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院/固體廢棄物資源化利用福建省高等學(xué)校工程研究中心，福建 龍巖 364000

近年來，隨著環(huán)境問題日益嚴(yán)重，全球變暖成為當(dāng)今世界面臨的主要環(huán)境問題之一，而大氣中N2O、CH4等溫室氣體濃度增加則是引發(fā)全球變暖的主要因素。N2O是一種重要的溫室氣體，N2O產(chǎn)生的溫室效應(yīng)是等摩爾質(zhì)量的CO2的310倍，其對全球溫室效應(yīng)的貢獻達 5%（沈李東，2014）。甲烷所產(chǎn)生的溫室效應(yīng)亦不容小覷，雖然甲烷排放量僅占全球溫室氣體總排放量的14%（Knittel et al.，2009），但由于等摩爾質(zhì)量的條件下CH4所引起的溫室效應(yīng)是CO2的20-30倍（沈李東，2014），且其總排放量更是以每年約 1%的速度飛快增長（Borrel et al.，2011），其對全球變暖的貢獻達到了30%（Bock，2012）。因此，如何控制甲烷排放一直是受關(guān)注的熱點。

亞硝酸鹽型甲烷厭氧氧化（nitrite-dependent anaerobic methane oxidation，N-DAMO）是指以亞硝酸鹽為電子受體將CH4厭氧氧化為CO2的生化反應(yīng)，此過程可偶聯(lián)甲烷氧化與亞硝酸鹽還原反應(yīng)（Raghoebarsing et al.，2006），是地球碳氮循環(huán)的新內(nèi)容，N-DAMO的發(fā)現(xiàn)對于完善全球的碳氮循環(huán)具有重要貢獻。此外，由于以有機物為電子供體的反硝化過程會釋放大量的N2O（Knowles，1982），而N-DAMO反應(yīng)過程中只會釋放極少量的N2O到外界環(huán)境中（Ettwig et al.，2010）。因此，若能將N-DAMO應(yīng)用于以有機物為電子供體的反硝化過程，則可大大降低 N2O的排放。此外，N-DAMO細(xì)菌以CH4為唯一能源，可將CH4氧化為CO2，明顯降低等摩爾CH4排放所引起的溫室效應(yīng)，以達到減少全球溫室氣體排放的重要效益（Ettwig et al.，2010）。綜上所述，N-DAMO過程在控制溫室氣體排放，緩解全球變暖方面具有重要的生態(tài)學(xué)意義。

綜上所述，N-DAMO反應(yīng)及其相關(guān)微生物的探究可提高對其在緩解溫室效應(yīng)等方面的認(rèn)識。并且N-DAMO過程利用甲烷作為碳源優(yōu)于傳統(tǒng)的反硝化脫氮工藝，為污水處理的節(jié)能減排帶來了新的研究方向。本文概括了N-DAMO 的發(fā)展概況及其功能微生物的生化反應(yīng)機理，具體闡述了 N-DAMO分布的影響因子，及在不同生境中的 N-DAMO過程，淺析了 N-DAMO過程在污水處理中的應(yīng)用，并探討了 N-DAMO在實際應(yīng)用中存在的問題及未來發(fā)展方向。

1 亞硝酸鹽型甲烷厭氧氧化菌的發(fā)現(xiàn)與研究概況

自 1974-1976 年，Martens和 Reeburgh（1976）均在厭氧海洋沉積物中發(fā)現(xiàn)了硫酸鹽型甲烷厭氧氧化（sulphate-dependent anaerobic methane oxidation，SAMO）過程，這一發(fā)現(xiàn)改變了一直認(rèn)為分解甲烷只在有氧條件下的認(rèn)知，之后硫酸鹽型的甲烷厭氧氧化一直是研究者的關(guān)注熱點。但由熱力學(xué)定律可知，硝酸鹽或亞硝酸鹽與硫酸鹽相比，前者更適合充當(dāng)甲烷氧化的電子受體（Strous et al，2004）。隨后，Strous et al.（2004）提出了新觀點，認(rèn)為自然界中或許存在另一類可利用硝酸鹽或亞硝酸鹽作為電子受體的甲烷厭氧氧化微生物。墨西哥學(xué)者Islas-Lima et al.（2004）證實了甲烷厭氧氧化可利用硝酸鹽或亞硝酸鹽作為電子供體，即確有反硝化型甲烷厭氧氧化（dependent anaerobic methane oxidation，DAMO）過程的存在。2006年，荷蘭研究人員Raghoebarsing et al.（2006）富集獲得能夠以亞硝酸鹽為電子受體的甲烷厭氧氧化微生物，并稱此反應(yīng)為亞硝酸鹽型甲烷厭氧氧化（N-DAMO）。通過分子生物學(xué)技術(shù)鑒定發(fā)現(xiàn)富集體系中主要有兩大類微生物：屬NC10門的細(xì)菌占比較多，另一類是與 N-DAMO親緣關(guān)系較遠的甲烷氧化古菌（anaerobic methanotrophic archaea，ANME-2）。Ettwig et al.（2010）將屬于NC10門的細(xì)菌命名為 Candidatus Methylomirabilis oxyfera（M. oxyfera）。

從2006年首次獲得N-DAMO富集物后，研究者又陸續(xù)在德國康斯坦茨湖（Deutzmann et al.，2011）、荷蘭污水處理廠（Luesken et al.，2011a；Luesken et al.，2011b；He et al.，2013）、中國水稻田（Wang et al.，2012）、西湖（朱群等，2013）、南海（Chen et al.，2014）、中國東部淡水濕地（Hu et al.，2014）、錢塘江（Shen et al.，2014a）等生態(tài)環(huán)境中發(fā)現(xiàn)N-DAMO微生物。因此N-DAMO過程對于生態(tài)環(huán)境和微生物學(xué)領(lǐng)域有著重大意義，該過程及其相關(guān)功能類群成為碳氮循環(huán)的研究熱點。據(jù)統(tǒng)計：2004-2009年，學(xué)者們主要分析 N-DAMO的相關(guān)微生物（范秋香等，2015）；2010-2012年，研究者們則側(cè)重于探究 N-DAMO菌的生化反應(yīng)機理及其富集生長的調(diào)控因子（范秋香等，2015）；2012年至今則主要對N-DAMO功能微生物富集條件優(yōu)化及實際應(yīng)用進行探索。

2 N-DAMO菌生化反應(yīng)機理

N-DAMO菌生長周期長，生長速度十分緩慢，是革蘭氏陰性菌，細(xì)胞直徑為0.2-0.5 μm，細(xì)胞長度為0.8-1.1 μm，細(xì)胞呈現(xiàn)特殊多邊星形結(jié)構(gòu)，而細(xì)胞外包被一層特殊蛋白，這層蛋白被認(rèn)為是形成細(xì)胞特殊多邊形結(jié)構(gòu)的重要物質(zhì)（Ettwig et al.，2008）（如圖1所示）；屬自養(yǎng)型細(xì)菌，對CH4的親和力很強（Ettwig et al.，2008），CH4是該微生物的唯一能源物質(zhì)，通過將CH4氧化成CO2來獲取能量，再由卡爾文循環(huán)固定 CO2（Ettwig et al.，2010）。

圖1 N-DAMO菌的透射電鏡照片F(xiàn)ig. 1 Transmission electron microscopic photograph of N-DAMO bacteria

2010年，Ettwig et al.（2010）在N-DAMO菌的生化機理研究方面取得了重大發(fā)現(xiàn)，認(rèn)為N-DAMO過程是地球上的第4種生物自產(chǎn)氧途徑。Wu et al.（2011a）和 Ettwig et al.（2010）提出了N-DAMO菌的生化反應(yīng)機制，即 M. oxyfera在N-DAMO菌的生化反應(yīng)過程中可自主代謝產(chǎn)生O2，將產(chǎn)生的一部分O2用于CH4的氧化。N-DAMO反應(yīng)過程可分為兩部分：一在亞硝酸還原方面，M.oxyfera首先在NO2-還原酶的作用下，將NO2-還原為NO，之后受NO歧化酶作用，將產(chǎn)生的2分子NO轉(zhuǎn)化為O2和N2，最后將生成的75%的O2用于甲烷的氧化，而余下的 25%的 O2則用于正常的呼吸產(chǎn)能，即2NO2-→2NO→N2+O2、O2+CH4→CH3OH- - - - →CO2（Ettwig et al.，2010；Wu et al.，2011a）。二在甲烷氧化途徑方面，起初M. oxyfera受甲烷單加氧酶作用將甲烷轉(zhuǎn)化為甲醛，之后甲醛受到亞甲基-四氫葉酸脫氫酶的催化生成了甲酸，最后甲酸受到甲酸脫氫酶催化，轉(zhuǎn)化為CO2（Ettwig et al.，2010；Wu et al.，2011b；Wu et al.，2011a）。迄今為止，由 NO歧化反應(yīng)產(chǎn)生 O2來解釋甲烷進行氧化作用的假說已得到廣泛認(rèn)可，但NO歧化酶尚未被發(fā)現(xiàn)證實。

3 影響N-DAMO菌活性的環(huán)境因子

N-DAMO菌的活性主要受環(huán)境中甲烷、有機碳、硝酸鹽（NO3-）、亞硝酸鹽（NO2-）濃度，以及溫度、pH和鹽度等因素影響（如表1所示）。

3.1 硝酸鹽和亞硝酸鹽（NO3-/NO2-）

N-DAMO反應(yīng)的電子受體是NO2-，而缺氧環(huán)境中的NO2-大多由NO3-還原而來（沈李東，2015）。因此，N-DAMO菌的分布與活性在一定程度上也受環(huán)境中的NO3-濃度影響。2018年，柴風(fēng)光等（2018）研究NO3-和NO2-對富集產(chǎn)物的影響，結(jié)果表明以NO3-為電子受體可富集得到N-DAMO細(xì)菌和古菌的協(xié)同體系，兩者可以長期穩(wěn)定共存，而以 NO2-為電子受體所得的富集產(chǎn)物只有 N-DAMO古菌。薛松等（2018）以厭氧污泥、污水處理廠厭氧污泥和填埋場覆土為接種物富集 N-DAMO細(xì)菌，研究NO3--N濃度對甲烷氧化的影響，結(jié)果表明NO3--N濃度 500 mg·L-1與 200 mg·L-1相比，甲烷氧化速率提高了34.7%。趙榮等（2017）進行的富集物培養(yǎng)實驗研究表明，當(dāng)NO2-濃度為2.40 mmol·L-1左右時，反硝化速率最大，最適宜 N-DAMO細(xì)菌的生長，但當(dāng)NO2-濃度大于3.42 mmol·L-1時，反硝化速率呈下降趨勢。這可能是由于高濃度的NO2-會對N-DAMO細(xì)菌產(chǎn)生毒性，從而抑制N-DAMO反應(yīng)。

3.2 甲烷

CH4不僅是 N-DAMO反應(yīng)的電子供體，還是N-DAMO功能微生物的唯一能源物質(zhì)（Ettwig et al.，2010；Chan et al.，2005）。因此，環(huán)境中存在的CH4將直接影響著N-DAMO菌的活性。但CH4在水中溶解度很低，其溶解度受CH4分壓影響，若能增大CH4分壓，則可提高CH4溶解度，進而增大N-DAMO反應(yīng)速率。趙榮等（2017）以N-DAMO富集培養(yǎng)物為研究對象，探討了 CH4分壓對N-DAMO過程反硝化速率的影響，結(jié)果表明，當(dāng)CH4分壓在0-98 kPa范圍內(nèi)，N-DAMO反硝化速率隨著CH4分壓的增大而增大；而CH4分壓從0 kPa增大到49 kPa時，反硝化速率增長較快；CH4分壓從49 kPa增大到98 kPa時，反硝化速率增長減緩，表明當(dāng) CH4分壓為 49 kPa時已可基本滿足N-DAMO菌對CH4的需求量。

3.3 溫度、pH

溫度與pH都是重要的環(huán)境參數(shù)，是微生物生長與生理代謝的重要影響因子。何嶄飛（2016）研究表明，N-DAMO細(xì)菌為中溫微生物，最適溫度為35 ℃左右。Hu et al.（2010）研究表明，當(dāng)溫度達到45 ℃時，雖然N-DAMO細(xì)菌仍有一定活性，但不能成功富集獲得培養(yǎng)物，這也許是由于N-DAMO細(xì)菌中與代謝相關(guān)的某些酶在高溫下失活，使得細(xì)胞失活死亡或失去繁殖能力。對于 pH，已有研究表明，N-DAMO細(xì)菌的富集培養(yǎng)液pH值在6.0-8.0之間（Cai et al.，2015），但這一范圍較大，而找出一個最適 pH則利于 N-DAMO反應(yīng)速率的提高。據(jù)報道N-DAMO細(xì)菌的最適pH值為7.6左右（趙榮等，2017；Chan et al.，2005）。

3.4 鹽度

除了淡水生態(tài)系統(tǒng)存在N-DAMO（Deutzmann et al.，2011；Kojima et al.，2012；Shen et al.，2015；Zhu et al.，2015），一些含鹽生境中也存在N-DAMO，如鹽湖（Yang et al.，2012）、河口（Shen et al.，2014b）和海洋沉積物（Shen et al.，2016）。但高鹽對 N-DAMO細(xì)菌具有明顯的抑制作用，這可能是由高滲透壓引起的（Jin et al.，2012）。此外，由于鹽析作用，高鹽也會直接損害細(xì)胞周質(zhì)空間內(nèi)的代謝酶（Zhao et al.，2013）。因此，鹽度對N-DAMO具有重要影響。何嶄飛等（2016）以淡水環(huán)境富集培養(yǎng) N-DAMO細(xì)菌為研究對象，首次證明了 N-DAMO細(xì)菌能夠適應(yīng)一定含量鹽度（如NaCl 20 g·L-1），但高鹽能夠強烈抑制N-DAMO活性并降低N-DAMO細(xì)菌的豐度，這表明N-DAMO細(xì)菌在含鹽生境中也有著重要的生態(tài)作用，具有處理含鹽廢水的潛能。

4 N-DAMO菌在不同自然生境中的分布特點

N-DAMO菌在多種自然生境中廣泛分布，如海洋、淡水及濕地生態(tài)系統(tǒng)，其主要分布區(qū)域如表 2所示。

4.1 海洋生態(tài)系統(tǒng)中N-DAMO分布特點

海洋面積占全球的71%，是大氣甲烷的自然源之一，據(jù)報道，海洋每年的甲烷產(chǎn)生量高達85-300Tg，約占全球甲烷總產(chǎn)量的30%，但海洋的甲烷排放量卻很低（Reeburgh，2007）。Reeburgh（1976）認(rèn)為 90%以上甲烷氣體在進入大氣圈之前己被氧化消耗掉了，之后發(fā)現(xiàn)海洋生態(tài)系統(tǒng)存在SAMO細(xì)菌可氧化甲烷，證實了這一猜想。然而由于日益頻繁的人類活動，海洋生境中不斷被大量無機氮素污染物侵入，海灣和河口等近海區(qū)域尤為嚴(yán)重，NO3-/NO2-作為電子受體形成另一種區(qū)別于以硫酸鹽為電子受體的甲烷厭氧氧化，從而受到了國際學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注（沈李東，2015）。近幾年已有學(xué)者研究表明，在河口（Shen et al.，2014b）和海洋沉積物中（Shen et al.，2016；Chen et al.，2014）也有N-DAMO細(xì)菌存在，但N-DAMO主要存在于近海生境中，而大洋環(huán)境中是否存在 N-DAMO還有待考究。目前，人們對于海洋生境中的N-DAMO過程的研究相對匱乏，但由于近海區(qū)域外源無機氮的匯入不斷增加，N-DAMO反應(yīng)對于近海區(qū)域中甲烷氧化的重要性也將日益增加（沈李東，2015）。因而海洋生境中的 N-DAMO過程將是未來的研究重點之一。

表1 影響N-DAMO菌活性的環(huán)境因子Table 1 Environmental factors affecting the activity of N-DAMO bacteria

表2 不同生境中的N-DAMO菌的分布區(qū)域Table 2 Distribution areas of N-DAMO bacteria in different habitats

4.2 淡水生態(tài)系統(tǒng)中N-DAMO分布特點

CH4和NO2-/NO3-共存及厭氧環(huán)境是N-DAMO反應(yīng)的前提條件（Thauer et al.，2006）。由于長期淹水情況導(dǎo)致淡水沉積物具有好氧/厭氧界面，同時淡水沉積物內(nèi)含有豐富的有機物質(zhì)（沈李東，2015），且淡水湖泊比海洋系統(tǒng)NO3--N含量更高，而海洋的甲烷產(chǎn)生效率僅為淡水湖泊的1/1000，因此淡水生境是N-DAMO發(fā)生的理想場所（Tang et al.，2016）。2011 年，Deutzmann et al.（2011）在德國的康坦茨湖（Lake Constance）沉積物中檢測到了含有pmoA功能基因的N-DAMO菌。隨后，湖泊生態(tài)系統(tǒng)的 N-DAMO過程成為研究熱點，2012年 Kojima et al.（2012）在日本琵琶湖檢測到N-DAMO細(xì)菌；2015年Liu et al.（2015）在云南高原系列湖泊中也發(fā)現(xiàn)了攜帶功能基因 pmoA的N-DAMO菌的存在；2017年Weber et al.（2017）在Danish湖和Orn湖中發(fā)現(xiàn)，隨著湖泊深度的增加，湖泊有氧層以下的甲烷消耗強度增強，表明深層厭氧環(huán)境更適合N-DAMO菌發(fā)揮作用。此外， Shen et al.（2014a）在錢塘江沉積物中發(fā)現(xiàn)含有g(shù)roup A基因型的N-DAMO菌的分布，表明了N-DAMO功能微生物也可存在于河流沉積物中，開拓了N-DAMO菌存在于不同于淡水系統(tǒng)的新認(rèn)知。2017年，張亞迪等（2018）對渾河底泥研究發(fā)現(xiàn)了N-DAMO菌的存在，并分析了其菌群多樣性、分布特征及與環(huán)境因子的關(guān)系，結(jié)果表明 N-DAMO菌豐度呈現(xiàn)中游＞上游＞下游的分布特征，且底泥中DOC濃度、底泥電導(dǎo)率、水體中TOC含量和水體中亞硝酸氮濃度是影響M. oxyfera群落多樣性的主要環(huán)境因子。由此可見，N-DAMO菌在湖泊及河流沉積物中均有分布，這表明 N-DAMO過程對于控制湖泊、河流等淡水生態(tài)系統(tǒng)的甲烷排放具有潛在的重要作用。

4.3 濕地生態(tài)系統(tǒng)N-DAMO分布特點

濕地被譽為“地球之腎”、“物種儲藏庫”等，其具有多種生態(tài)功能，蘊藏著豐富的自然資源，在保護生態(tài)環(huán)境及維持生物多樣性等方面具有重要作用（孟偉慶等，2011）。濕地土壤為厭氧環(huán)境，其微生物以厭氧細(xì)菌為主，使得各種動植物殘體分解緩慢或不易分解，進而形成了有機物生成遠大于分解的情況，從而使土壤中積累了大量有機物（田應(yīng)兵等，2002），而大量有機物的積累使得濕地成為全球最大的溫室氣體甲烷的天然排放源之一。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計，濕地每年向大氣排放甲烷 1×108-2.31×108t（翟俊等，2017）。濕地系統(tǒng)中的甲烷消耗主要為甲烷好氧氧化，約可消耗濕地土壤中的50%的甲烷（Bodelier，2011）。但已有研究表明N-DAMO也存在于濕地系統(tǒng)厭氧區(qū)域，且對濕地甲烷的消耗起著重要的作用（沈李東，2015）。

2012年，Wang et al.（2012）研究發(fā)現(xiàn)N-DAMO菌廣泛分布于不同深度的水稻田土壤中。隨后，Zhou et al.（2014）發(fā)現(xiàn)N-DAMO菌主要分布于水稻田深層土壤和地下水的交錯帶，歸因于交錯帶的厭氧條件以及含量豐富的有機質(zhì)。此外，Zhu et al.（2015）后續(xù)發(fā)現(xiàn)中國境內(nèi)13種不同類型的典型濕地及一些極端環(huán)境的濕地中皆存在N-DAMO菌。2015年，Segarra et al.（2015）在淡水濕地研究中發(fā)現(xiàn)N-DAMO菌，且N-DAMO過程可氧化減少濕地50%以上的CH4排放?？梢姡疂竦刈鳛槿蜃畲蟮臏厥覛怏w甲烷的天然排放源之一，N-DAMO廣泛存在于其中，這表明N-DAMO對于濕地甲烷的消減和有效控制以及氮去除具有重要作用（翟俊等，2017）。因此，濕地系統(tǒng)中的N-DAMO反應(yīng)的發(fā)生過程與關(guān)鍵環(huán)境影響因素仍是未來研究的熱點問題。

5 N-DAMO的應(yīng)用研究

傳統(tǒng)污水處理的硝化與反硝化脫氮工藝不但耗能，且存在C/N比低的問題以致于常需外加碳源，但是常用的液態(tài)碳源運輸不便，需耗費額外的物力財力（范秋香等，2015）。而 N-DAMO可利用甲烷推動亞硝酸鹽的還原，污水處理厭氧過程中的最終產(chǎn)物為甲烷，N-DAMO便可將甲烷原位利用，同時原位產(chǎn)生的甲烷無需純化可直接用于脫氮（樓菊青等，2018）。除此之外，N-DAMO過程還具有其他優(yōu)勢，一方面厭氧條件下可節(jié)約曝氣所需的能源，具有一定的節(jié)能環(huán)保優(yōu)勢；另一方面可以與其他厭氧生物處理過程耦合（如Anammox等），可達到多種污染物同步去除的效果（王勁松等，2017），大大提高廢水除污效率。因此，與傳統(tǒng)脫氮工藝相比，N-DAMO具有可節(jié)約大量物質(zhì)能源、減少經(jīng)濟成本和提高脫氮效率等優(yōu)點，應(yīng)用價值與前景廣闊。

近年來，人們開始關(guān)注Anammox與N-DAMO的共存體系，即DAMO古菌可將Anammox細(xì)菌代謝產(chǎn)生的NO3--N轉(zhuǎn)化為NO2--N，之后N-DAMO細(xì)菌繼續(xù)完成接下來的反硝化過程，將NO2--N轉(zhuǎn)化生成O2和N2（王勁松等，2017）。2015年Hu et al.（2015）成功獲得了DAMO與Anommox共存的富集體系，并介紹了兩者共同代謝的過程，即DAMO細(xì)菌和 Anammox菌兩者的電子受體都是NO2-，因而兩者呈競爭關(guān)系；Anammox菌的代謝中可產(chǎn)生NO3-，而NO3-可作為DAMO古菌的電子受體，因而兩者呈協(xié)同關(guān)系，這說明富集體系中DAMO古菌、N-DAMO細(xì)菌和Anammox細(xì)菌可同時共存。2017年，Xie et al.（2017）采用膜生物反應(yīng)器，利用DAMO與Anammox集成工藝實現(xiàn)了穩(wěn)定高效的生物脫氮處理，能夠同步去除NO2--N與NH4+-N，其去除速率分別達 560 mg·L-1·d-1和 470 mg·L-1·d-1，穩(wěn)定期水力停留時間減少為1 d，總氮去除速率達1 kg·L-1·d-1，明顯優(yōu)于其他傳統(tǒng)生物脫氮工藝。

6 存在的問題及展望

N-DAMO作為重要的“甲烷匯”，對于全球溫室氣體甲烷的減排及淡水、濕地、海洋等不同生境中無機氮素的循環(huán)具有重要意義，同時 N-DAMO反應(yīng)過程的應(yīng)用也成為了污水生物處理技術(shù)的新紀(jì)元，因此我們應(yīng)當(dāng)不斷探究并重視 N-DAMO反應(yīng)過程，盡量讓其發(fā)揮出最大效益。近幾年來，N-DAMO受到廣泛關(guān)注，但對于N-DAMO過程的研究還有很多有待解決的問題，主要表現(xiàn)在：

（1）N-DAMO功能微生物M. oxyfera尚未得到純培養(yǎng)，N-DAMO功能微生物的作用機制方面，尚有問題等待解決，如NO歧化酶這一關(guān)鍵因子尚未被檢測到。

（2）N-DAMO自然生境研究方面，N-DAMO對于近海區(qū)域的甲烷氧化及無機氮素的循環(huán)有著重要意義，但海洋生境中 N-DAMO過程的報道還相對較少，其對近海區(qū)域碳氮循環(huán)貢獻及其作用機制仍需要深入研究。此外，還應(yīng)開展不同生境中N-DAMO菌活性的高精度原位測量，對所得數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計與對比，以便了解不同生境中 N-DAMO菌的多樣性分布及其在不同生境中對于碳氮循環(huán)所做出的貢獻，為自然生態(tài)系統(tǒng)的碳氮循環(huán)研究提供理論依據(jù)。

（3）N-DAMO應(yīng)用研究方面，N-DAMO功能微生物富集培養(yǎng)緩慢，富集培養(yǎng)物活性低，這成為限制該過程應(yīng)用的最大阻礙?？赏ㄟ^調(diào)節(jié)富集反應(yīng)運行參數(shù)，如 0.3 MPa靜壓條件下可有效促進N-DAMO反應(yīng)的啟動（王一囡等，2018）或是選取適宜的富集種泥等方法來提高 N-DAMO反應(yīng)啟動效率。

總之，N-DAMO可將亞硝酸還原與甲烷氧化偶聯(lián)，無論在自然生態(tài)環(huán)境地球化學(xué)循環(huán)過程中，還是污水處理實際應(yīng)用中，都具有顯著的經(jīng)濟、環(huán)境和社會效益。因此，N-DAMO的相關(guān)研究仍是未來碳氮循環(huán)的研究熱點，應(yīng)加強探索和推進其相關(guān)工藝在實際污水處理中的應(yīng)用研究。