地下污水渗透系统（SWIS）由于成本低、能耗低、效率高等优点，在分散式生活污水处理领域显示出广阔的应用前景。然而，SWIS出水中含有大量硝酸盐（NO₃^--N）不仅危害人体健康，还威胁着环境安全。SWIS脱氮效果不佳主要有两个原因：（1）不友好的氧气条件导致硝化作用不足；（2）缺乏足够的有机碳为反硝化提供电子供体。因此，从上述两个角度改善NO₃^--N去除率是提高传统SWIS处理能力的关键。与此同时，探究SWIS中微生物群落与处理过程的相互作用、微生物群落功能的变化以及脱氮指示微生物，以揭示SWIS处理分散式生活污水的脱氮机理。

基于此，课题组采用废铁屑和Si-Al系多孔粘土矿物材料改良SWIS土壤基质。改良土壤基质富集了功能菌，增强了脱氮关键酶的活性，显著提高了SWIS的脱氮性能。此外，DO、Fe²⁺、TOC、TN、NO₃^--N和NH₄⁺-N可以通过改变微生物群落结构和功能来加强氮代谢，可作为SWIS启动、应用和监测的理化指标。铁不仅可以通过化学反应增强反硝化性能，还可以与TOC构成碳-铁微电极，为反硝化细菌提供额外的碳源和电子，从而强化反硝化作用。同时，改良SWIS中磷代谢基因和溶磷细菌的增加提供了更多的生物可利用磷，减缓了磷缺失对反硝化的限制。此外，脱氮微生物Nitrospiraceae、Rhizobiales_Incertae_Sedis和Gemmatimonadaceae，以及具有溶磷能力的Bacillaceae，可作为SWIS脱氮的指示微生物。由此，不仅为SWIS处理分散式生活污水提供了一种低成本、高效的增强途径，并为后续应用提供了理论支持。

相关成果以“Nitrogen removal in improved subsurface wastewater infiltration system: mechanism, microbial indicators and the limitation of phosphorus”为题发表在国际著名期刊Journal of Environmental Management  上（中国科学院分区一区，IF=8.91，335 (2023) 117456）。金沙威尼斯欢乐娱人城贾丽萍老师为该论文的第一作者，黄旭光教授为该论文的独立通讯作者。

（文/图 贾丽萍）