微生物(wù)作為(wèi)人工湿地系统中的分(fēn)解者，主要承担污废水中有(yǒu)机物(wù)和含氮污染物(wù)的降解任務(wù)。微生物(wù)的同化作用(yòng)是污染物(wù)降解的主要途径，有(yǒu)机物(wù)通过好氧细菌分(fēn)解為(wèi) CO2和 H2O，通过厌氧细菌分(fēn)解成 CO2和 CH4。铵盐通过硝化细菌转化為(wèi) NO3-再由反硝化细菌还原為(wèi) N2或 N2O。经过一系列分(fēn)解转化，污染物(wù)一部分(fēn)被同化為(wèi)植物(wù)、微生物(wù)的自身组成，另一部分(fēn)变為(wèi)无机物(wù)回到自然界。
人工湿地中存在大量的厌氧、好氧和兼性微生物(wù)群落，这些微生物(wù)附着于填料表面和植物(wù)根系表面。研究表明，不同基质层的微生物(wù)数量也有(yǒu)显著差异，上层氨化细菌和硝化细菌数量分(fēn)别是中层的 11.9 和 5.9 倍，而反硝化细菌数量在基质的中下层明显高于上层。
人工湿地并不存在完美的脱氮环境，也存在着一些问题，國(guó)内外研究主要集中在：
（1）如何经济高效地增加人工湿地中溶解氧的含量，对于改善人工湿地的脱氮效果有(yǒu)着重要作用(yòng)。由于人工湿地自身构造的限制，湿地内溶解氧水平普遍较低，抑制了微生物(wù)活性和硝化作用(yòng)的顺利进行，从而制约了人工湿地系统对氮类物(wù)质的脱除。
（2）如何获得制备方式简单、可(kě)控性高、经济无毒的植物(wù)碳源，进而通过外加碳源的方式，提高人工湿地系统对低碳高氮废水中氮的去除。目前城市污水普遍存在低碳高氮的问题，碳源不足影响了反硝化作用(yòng)的顺利进行，导致人工湿地脱氮效果欠佳。
（3）如何提高人工湿地系统内部硝化细菌的丰度和数量，从而提高湿地系统的脱氮效率。人工湿地对氮的净化主要通过微生物(wù)的硝化-反硝化作用(yòng)，硝化细菌作為(wèi)硝化作用(yòng)的主要参与者，其生長(cháng)速度较為(wèi)缓慢，代謝(xiè)周期長(cháng)，容易受到温度、pH、毒性物(wù)质等条件的限制，成為(wèi)优势菌种较為(wèi)困难。
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