微生物硝化作用测试检测

检测项目

氨氧化细菌（AOB）丰度：检测样品中AOB的数量，反映硝化作用初始步骤的微生物活性，采用qPCR法，检测下限10³ copies/g（土壤）或10² copies/mL（水体），扩增效率90%~110%。

亚硝酸盐氧化细菌（NOB）丰度：分析NOB的种群数量，指示硝化作用第二步骤的微生物参与度，qPCR法，检测下限10³ copies/g（土壤）或10² copies/mL（水体），重复性变异系数≤5%。

氨单加氧酶（AMO）活性：测量AMO的催化能力，直接反映AOB的功能活性，采用比色法，活性单位nmol/(mg·protein·h)，检测范围0.1~100 nmol/(mg·protein·h)，精度±3%。

亚硝酸盐氧化还原酶（NXR）活性：测定NXR的活性，指示NOB的功能效率，比色法，活性单位nmol/(mg·protein·h)，检测范围0.05~50 nmol/(mg·protein·h)，线性相关系数≥0.99。

铵态氮（NH4+-N）浓度：分析样品中可被硝化作用利用的初始底物含量，离子色谱法或流动注射分析法，检测下限0.01mg/L，精度±2%，回收率95%~105%。

亚硝态氮（NO2--N）浓度：检测硝化作用中间产物含量，反映硝化过程速率，离子色谱法或分光光度法，检测下限0.005mg/L，精度±1.5%，重复性变异系数≤4%。

硝态氮（NO3--N）浓度：测定硝化作用最终产物含量，指示硝化作用完成度，紫外分光光度法或离子色谱法，检测下限0.01mg/L，精度±2%，线性范围0~100 mg/L。

硝化速率：计算单位时间内NH4+-N转化为NO3--N的量，反映整体硝化能力，培养法结合离子色谱分析，检测范围0.1~100 mg/(L·d)，精度±5%，培养时间24~72小时。

硝化功能基因（amoA）多样性：分析amoA基因的序列多样性，反映AOB种群结构，高通量测序法，覆盖度≥98%，分辨率到属水平，测序深度≥10000条/样本。

环境因子对硝化作用影响：检测温度、pH、溶解氧（DO）等环境因子对硝化速率的影响，采用控制变量实验，温度范围10~40℃（精度±0.5℃），pH范围5~9（精度±0.01），DO范围0~10 mg/L（精度±0.05 mg/L）。

检测范围

城市污水处理厂活性污泥：评估污水处理过程中硝化单元的功能效率，为工艺优化（如MLSS浓度、水力停留时间调整）提供依据。

农业土壤：分析土壤中硝化作用强度，指导氮肥合理施用（如减少氮肥过量导致的硝酸盐淋失），保障土壤生态健康。

淡水水体（湖泊、河流）：监测水体硝化作用速率，判断水体富营养化程度（如硝酸盐积累情况）及氮循环状态。

海水养殖池塘：检测养殖环境中硝化作用效率，预防养殖水体中亚硝酸盐积累（亚硝酸盐对养殖生物有毒性），保障养殖安全。

工业废水（化肥、制药废水）：评估废水处理系统中硝化单元对氨氮的去除能力，验证废水达标排放（如氨氮浓度≤15 mg/L）的可行性。

堆肥材料：分析堆肥过程中硝化作用进程，判断堆肥腐熟度（如硝态氮含量≥1%）及氮素保留效率（减少氮素以氨气形式挥发）。

湿地生态系统：监测湿地土壤和水体中的硝化作用，评估湿地对氮污染的净化能力（如人工湿地对氨氮的去除率≥80%）。

饮用水源水：检测源水中硝化作用潜力，预防饮用水中硝酸盐超标（国家饮用水标准硝酸盐≤10 mg/L），保障饮用水安全。

畜禽养殖粪便：分析粪便中硝化作用强度，指导粪便无害化处理（如堆肥过程中控制硝化速率以减少恶臭气体产生）。

微生物肥料：检测肥料中硝化功能微生物的活性（如AOB丰度≥10⁶ copies/g），验证肥料的硝化促进效果（如土壤硝化速率提高20%以上）。

检测标准

ISO 15685:2003 水质 流动注射分析法（FIA）测定铵态氮。

ISO 13395:1996 水质 亚硝态氮的测定 分光光度法。

ISO 14256-1:2003 土壤质量 硝酸盐氮、亚硝酸盐氮的测定 第1部分：手工法。

GB/T 14642-2009 工业循环冷却水及锅炉水中亚硝酸盐的测定 分光光度法。

GB/T 32737-2016 土壤硝态氮的测定 紫外分光光度法。

HJ 535-2009 水质 氨氮的测定 纳氏试剂分光光度法。

HJ 634-2012 水质 亚硝酸盐氮的测定 分光光度法。

HJ 636-2012 水质 总氮的测定 碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法。

GB/T 22996-2008 牛奶和奶粉中铵盐的测定 离子色谱法（适用于含氮样品中铵态氮的测定）。

GB/T 31270.12-2014 化学农药环境安全评价试验准则 第12部分：土壤微生物毒性试验（涉及硝化作用抑制试验）。

检测仪器

实时荧光定量PCR仪：用于检测氨氧化细菌（AOB）和亚硝酸盐氧化细菌（NOB）的丰度，支持多通道荧光检测（FAM、VIC、ROX等），检测下限10³ copies/g（土壤）或10² copies/mL（水体），扩增效率90%~110%。

流动注射分析仪（FIA）：用于测定铵态氮（NH4+-N）、亚硝态氮（NO2--N）浓度，采用连续流动分析技术（自动进样、反应、检测），检测下限0.01mg/L（NH4+-N）、0.005mg/L（NO2--N），分析速度≥60样/小时。

紫外分光光度计：用于测定硝态氮（NO3--N）浓度，采用紫外吸收法（220nm和275nm波长校正），波长范围190~400nm，检测下限0.01mg/L，精度±2%，线性相关系数≥0.995。

微生物活性测定仪：用于测量氨单加氧酶（AMO）和亚硝酸盐氧化还原酶（NXR）活性，采用比色法（检测反应产物的吸光度变化），检测范围0.1~100 nmol/(mg·protein·h)（AMO）、0.05~50 nmol/(mg·protein·h)（NXR），重复性变异系数≤5%。

高通量测序仪：用于分析硝化功能基因（amoA）多样性，支持Illumina NovaSeq/HiSeq平台，读长≥150bp（双端测序），覆盖度≥98%，分辨率到属水平（如Nitrosomonas、Nitrobacter），测序深度≥10000条/样本。

溶解氧测定仪：用于监测硝化作用实验中溶解氧（DO）浓度，采用荧光法（无需更换膜和电解液），测量范围0~20 mg/L，精度±0.05 mg/L，响应时间≤30秒。

pH计：用于调节和监测硝化作用实验中的pH值，采用玻璃电极法，测量范围0~14，精度±0.01 pH，自动温度补偿（0~100℃）。

恒温培养箱：用于硝化速率测定中的样品培养，支持振荡培养（转速0~200rpm，精度±5rpm），温度范围10~40℃（精度±0.5℃），湿度范围40%~90%（可选）。

离子色谱仪：用于测定铵态氮（NH4+-N）、亚硝态氮（NO2--N）、硝态氮（NO3--N）浓度，采用阳离子交换柱（NH4+-N）和阴离子交换柱（NO2--N、NO3--N），检测下限0.001mg/L（NH4+-N）、0.0005mg/L（NO2--N）、0.001mg/L（NO3--N），精度±1%。

电子天平：用于称量土壤、污泥等固体样品，精度0.0001g，最大称量范围200g，重复性误差≤0.0002g。