反硝化菌英文解释翻译、反硝化菌的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【医】 denitrifying bacterium
分词翻译:
反的英语翻译:
in reverse; on the contrary; turn over
【医】 contra-; re-; trans-
硝化菌的英语翻译:
【化】 nitrifier; nitrifying bacteria
【医】 Bacillus nitrificans; nitrifier; nitrifying bacteria
nitrifying organisms; nitrobacteria; nitrobacterium
专业解析
反硝化菌(Denitrifying Bacteria)是一类在缺氧或厌氧条件下,能将硝酸盐(NO₃⁻)或亚硝酸盐(NO₂⁻)逐步还原为气态氮氧化物(如一氧化二氮 N₂O)或氮气(N₂)的微生物。这一过程称为反硝化作用(Denitrification),是自然界氮循环的关键环节。
汉英术语解析:
- 反硝化菌: Denitrifying Bacteria / Denitrifiers
- 反硝化作用: Denitrification
- 硝酸盐: Nitrate (NO₃⁻)
- 亚硝酸盐: Nitrite (NO₂⁻)
- 一氧化二氮: Nitrous Oxide (N₂O)
- 氮气: Nitrogen Gas (N₂)
详细解释:
-
核心功能:
- 反硝化菌利用硝酸盐(NO₃⁻)或亚硝酸盐(NO₂⁻)作为呼吸链末端的电子受体,替代氧气(O₂),在缺氧环境中进行能量代谢。它们通过一系列酶促反应(如硝酸盐还原酶、亚硝酸盐还原酶、一氧化氮还原酶、氧化亚氮还原酶),逐步将硝酸盐还原为亚硝酸盐、一氧化氮(NO)、一氧化二氮(N₂O),最终生成氮气(N₂)。这一过程释放的能量被细菌用于生长和繁殖。核心反应可简化为:
$$NO_3^- rightarrow NO_2^- rightarrow NO rightarrow N_2O rightarrow N_2$$
-
微生物类群:
- 反硝化菌种类多样,广泛存在于细菌域和古菌域中。常见的反硝化菌属包括:假单胞菌属(Pseudomonas)、产碱杆菌属(Alcaligenes)、副球菌属(Paracoccus)、芽孢杆菌属(Bacillus)、罗尔斯通菌属(Ralstonia)等。许多反硝化菌是兼性厌氧菌,即在有氧时进行有氧呼吸,在缺氧时则能进行反硝化作用。
-
生态与环境意义:
- 氮循环闭环: 反硝化作用是将生物可利用的固定态氮(硝酸盐、亚硝酸盐)转化为惰性的氮气(N₂),使其返回大气,从而完成氮循环,维持生态系统中氮的平衡。这是自然界最主要的氮素损失途径之一。
- 废水处理: 在污水处理厂,反硝化菌被广泛应用于生物脱氮工艺(如A/O、A²/O、SBR等)。通过创造缺氧环境,利用反硝化菌将硝化作用产生的硝酸盐转化为氮气排出,有效降低水体中的总氮含量,防止受纳水体的富营养化。
- 温室气体排放: 反硝化过程会产生强温室气体一氧化二氮(N₂O),其增温潜势远高于二氧化碳(CO₂)。因此,理解反硝化菌的调控机制对于控制农业活动和污水处理中的N₂O排放至关重要。
- 土壤肥力与地下水保护: 在农田生态系统中,反硝化作用可以减少土壤中过量的硝酸盐积累,降低硝酸盐淋失污染地下水的风险。但同时也意味着氮肥的损失,需要合理管理。
引用参考来源:
- 微生物学定义与过程: Madigan, M. T., Bender, K. S., Buckley, D. H., Sattley, W. M., & Stahl, D. A. (2021). Brock Biology of Microorganisms (16th ed.). Pearson. (标准微生物学教材,详细阐述反硝化作用的生化途径和微生物类群)
- 环境工程应用: Metcalf & Eddy, Inc., Tchobanoglous, G., Stensel, H. D., Tsuchihashi, R., & Burton, F. (2014). Wastewater Engineering: Treatment and Resource Recovery (5th ed.). McGraw-Hill Education. (权威废水工程著作,详解生物脱氮工艺及反硝化菌作用)
- 氮循环与全球变化: Gruber, N., & Galloway, J. N. (2008). An Earth-system perspective of the global nitrogen cycle. Nature, 451(7176), 293–296. (综述氮循环关键过程,包括反硝化作用及其环境效应)
- 标准术语参考: National Center for Biotechnology Information (NCBI) Taxonomy Database & Glossary. (提供微生物分类学信息和标准术语定义)
网络扩展解释
反硝化菌是一类在缺氧或无氧条件下,能将硝酸盐(NO₃⁻)或亚硝酸盐(NO₂⁻)还原为气态氮(N₂、N₂O等)的微生物。以下是其核心信息的综合解析:
1.定义与作用机制
反硝化菌通过反硝化作用参与氮循环,将水体或土壤中的硝态氮转化为气态氮释放到大气中。这一过程不仅降低环境中的总氮含量,还能缓解水体富营养化问题。其化学反应式可表示为:
$$
NO_3^- rightarrow NO_2^- rightarrow NO rightarrow N_2O rightarrow N_2
$$
2.微生物特性
- 分类与代表菌属:反硝化菌多为异养型兼性厌氧菌,常见属包括假单胞菌属(Pseudomonas)、产碱杆菌属(Alcaligenes)、芽孢杆菌属(Bacillus)等。
- 代谢特点:在缺氧条件下,利用硝酸盐作为电子受体,以有机物(如葡萄糖)为碳源和能量来源完成还原反应。
3.生态与工程应用
- 生态意义:维持氮循环平衡,减少硝酸盐积累对生态系统的负面影响(如藻类爆发)。
- 污水处理:广泛应用于污水处理系统的厌氧池或缺氧池,通过反硝化作用去除总氮。
4.与其他微生物的协同
硝化菌(好氧菌)与反硝化菌(厌氧菌)共同构成氮循环的完整路径:硝化菌将氨氮(NH₃)氧化为硝酸盐,反硝化菌再将其还原为氮气。
5.环境影响因素
反硝化作用需满足缺氧环境、适宜温度(20-40℃)及充足碳源(如有机酸)等条件才能高效进行。
反硝化菌通过还原硝酸盐实现脱氮,是水处理、土壤修复等领域的关键功能微生物。其作用需依赖特定环境条件,并与硝化菌协同维持生态平衡。
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