近年来,氟化物中毒问题在全球地区蔓延,尤其在干旱、半干旱气候地区更为明显。研究表明当环境氟化物浓度超过微生物耐受区间时,微生物的生长会受到抑制。本研究将对氟离子(F~-)赋存背景下环境因子对微生物群落的影响以及关键微生物的表达机制进行研究。进一步探究不同浓度F~-赋存下氮转化微生物对污染物去除的作用关系,为干旱、半干旱地区的高氟化物背景条件下河流中氮污染物的去除提供一些理论依据,主要结论如下:(1)清水河流域F~-浓度时间上,总体呈现2021年12月(1.22 mg/L)>2021年4月(0.59 mg/L),反映了不同时期对氟化物浓度明显的影响作用。空间上,F~-浓度年平均的空间分布情况为清水河中上游段大于下游段。清水河径流量、地下水中的F~-浓度和清水河流域中F~-浓度有较强的相关性。清水河流域无机氮指标浓度在时间上总体呈现夏季大于冬季的趋势。清水河流域的TN、NH_4~+-N、NO_3~–N和NO_2~–N年平均值,空间上变化特征表现均为下游>上游。(2)研究表明,温度是NH_4~+-N释放的重要驱动因素之一,温度的升高使水体中NH_4~+-N浓度增大,消耗了溶解氧,阻止了硝化反应的进行。低氟离子浓度组,清水河水体平均温度较高,DO浓度较低,增强了河流沉积物向水体中释放NH_4~+-N,使得水体中NH_4~+-N浓度也相应增高。清水河流域p H值整体偏碱性且较稳定,p H值对氮素释放的影响较小,影响效果不如温度明显。(3)清水河流域六Ceralasertib抑制剂次地表水selleckchem MK-4827采样数据优势微生物菌属结果表明,黄杆菌属(Flavobacterium)是整个流域中后四次采样数据共有优势的菌属。特别的,2021年12月清水河冬季温度较低,植物和微生物生长缓慢甚至停滞,导致微生物群落结构在空间上变化较小,差异不显著。黄杆菌属(Flavobacterium)、尤尼亚属(Yoonia)、湖沼生物属(Limnohabitans)、氮转化功能菌属(噬氢菌属(Hydrogenophaga)和假单胞菌属(Pseudomonas))等菌属可适应较广的F~-浓度区间。(4)固氮酶(EC 1.18.6.1)和反硝化相关的三种功能酶(EC 1.7.2.1、EC1.7.2.5和EC 1.7.2.4)丰度均在高F~-浓度最高(10.69、50.28、102和70.64),表明高F~-浓度环境中氮转化过程对于NH_4~+-N、NO_3~–N转化更加有效。催化异化还原的酶(EC 1epigenetic therapy.7.1.15)对F~-浓度较敏感,但仍保持较高的丰度。(5)清水河流域中尤尼亚属(Yoonia)在高氮、高F~-和高盐浓度耐受力较强,能够适应杂质较多、离子浓度高的水体。而黄杆菌(Flavobacterium)、短波单胞菌属(Brevundimonas)则难以适应较高的氮浓度,噬氢菌属(Hydrogenophaga)则不能适应离子浓度较高的环境。Stylonychia、Algoriphagus能适应高F~-浓度,湖沼生物属(Limnohabitans)、短波单胞菌属(Brevundimonas)和极单胞菌属(Polaromonas)更适宜中性p H。