一、选题的目的和意义 （一）目的 甲烷是一种重要的温室气体，主要产生于污水处理厂、垃圾填埋场、石油燃烧等，其温室效应是二氧化碳的20倍。

甲烷氧化是自然界甲烷减少的重要途径之一。

环境中的甲烷氧化菌是甲烷进入大气的重要屏障，对于缓解全球温室效应具有潜在的价值。

许多研究发现，厌氧甲烷氧化过程通常伴随着硝酸盐、亚硝酸盐、金属离子和高氯酸盐等的还原，其机理是功能微生物在厌氧条件下以甲烷为电子供体，以硝酸盐、亚硝酸盐、金属离子和高氯酸盐等为电子受体，将甲烷氧化为二氧化碳，实现对氧化性污染物的还原，这一发现为大气甲烷浓度控制和氧化性污染物去除提供了新的思路。

因此，本研究基于中空纤维膜反应器的甲烷氧化反硝化，以人工模拟硝酸盐污染水体为处理对象，培养驯化甲烷氧化反硝化菌群，实验分析甲烷厌氧就氧化效果，考察硝酸盐的加入量及微生物营养物质对甲烷氧化反硝化效果及微生物群落结构的影响，探究甲烷、硝酸盐在反应器中的代谢过程。

其目的在于更好的研究甲烷氧化反硝化过程中，硝酸盐的还原能力，明确反应系统中去除硝酸盐的产物，有效利用对反应过程有益的微生物群落，达到对水中硝酸盐的高效去除和温室气体的甲烷的有效控制。

（二）意义 甲烷作为一种重要的能源，在人类的生产生活中扮演着重要的角色。

同时，甲烷又是地球大气中仅次于二氧化碳的第二号温室气体，它所引起的温室效应是等摩尔CO2的20~30倍。

本研究不仅对水中硝酸盐的去除和温室气体的甲烷的控制具有重要的理论意义，而且对于海洋中甲烷的有效利用和海洋环境保护具有重要参考价值。

其利用甲烷氧化反硝化去除氮的机理衍生出的甲烷氧化偶联脱氮法作为一种新的生物脱氮方法，可以有效去除水体中的氮元素、控制水体富营养化对完善全球碳素循环和氮素循环具有重大意义。