【一句话结论】 中国科学院微生物研究所团队在 mBio 发表研究，对 314 万余个微生物基因组系统筛选，在 690 个细菌基因组中鉴定出完整的 dnfABC 直接氨氧化（Dirammox）基因簇，覆盖 3 个门、26 个属，其中产碱杆菌属、代尔夫特菌属、微枝形杆菌属检出率接近 100%。核心判断：这不是又一条工艺路线，而是“谁能脱氮”的名单被扩大了——脱氮不再只是自养菌的专利，异养菌也能把氨一步变成氮气；但从基因到反应器，中间还隔着工程验证这一段长路。 【事件速览】 · 研究主体（事实）：中国科学院微生物研究所微生物多样性与资源创新利用全国重点实验室李德峰团队与郑艳宁团队合作，论文题为 “Diversity of dirammox microorganisms”，发表于 mBio；成果于 2026-10-20 由中科院微生物研究所发布。 · 概念的来源（事实）：2021 年，该团队首次提出异养细菌可在好氧条件下将氨经羟胺直接转化为 N₂ 的新途径，并将其命名为直接氨氧化（direct ammonia oxidation，Dirammox）。此后研究由“新途径发现”逐步拓展到关键反应机制、功能基因与酶、生理生态作用等方向。 · 本次做了什么（事实）：针对“潜在 Dirammox 微生物的分类分布、功能基因多样性及其与其他氮代谢过程的关系缺乏系统认识”这一问题，团队通过大规模基因组挖掘＋微生物生理生化实验，系统分析了潜在直接氨氧化微生物的分类学多样性、基因簇结构、进化特征及氮代谢潜力。 · 核心数据（事实）：对 NCBI 的 RefSeq 与 GenBank 数据库 314 万余个非冗余微生物基因组进行系统筛选，在 690 个细菌基因组中鉴定出完整的 dnfABC 基因簇，涉及 3 个门、26 个属；该基因簇在产碱杆菌属（Alcaligenes）、代尔夫特菌属（Delftia）、微枝形杆菌属（Microvirgula） 中检出率接近 100%，而在假单胞菌属（Pseudomonas）等其他属中呈零散分布。 · 研究定位（事实·研究团队表述）：微生物氮循环对维持生态系统稳定具有重要意义，并被广泛应用于环境治理和污水脱氮；厌氧氨氧化菌、氨氧化古菌和全程氨氧化菌的发现，以及对这些新型氮循环微生物多样性的认识，持续拓展对氮循环的理解。 【分析】 1. 先把三条脱氮路径摆清楚，才能看懂这条新闻的分量。 目前工程上主流的两条路是：自养硝化—反硝化（硝化菌把氨氧化成硝酸盐，反硝化菌在缺氧条件下以有机碳为电子供体把它还原成 N₂，必须有碳源）和厌氧氨氧化（anammox，自养菌以亚硝酸盐为电子受体把氨直接氧化成 N₂，不需要碳源，但菌体生长极慢、对温度与基质浓度敏感）。Dirammox 是第三条：异养菌在好氧条件下，把氨经羟胺直接转成 N₂——它绕开了“硝化—反硝化”两段式，也绕开了对亚硝酸盐的依赖。 2. 690 个基因组、3 门 26 属，说明这不是“个别菌的偏门本事”。 如果只在两三个属里检出，可以当作实验室趣闻；跨 3 个门、26 个属，且在三个属中检出率接近 100%，意味着 dnfABC 在细菌界有相当宽的分布基础。对污水生物处理的直接含义是：活性污泥里本来就可能有携带这套基因的菌，只是我们过去没有把它们当作“脱氮功能菌”来计数和评价。 3. 短期最现实的价值，可能不在“用菌”，而在“诊断”。 dnfABC 是一个功能基因标记。把它加入宏基因组或 qPCR 的检测面板，可以回答一个过去很难回答的问题：一座污水厂的总氮降不下去，究竟是碳源不够、曝气不足，还是功能菌群结构本身缺了一环？ 这类诊断能力对存量厂的工艺优化，比“引进新菌种”落地快得多、风险也低得多。这也与近两年行业里“把工艺全流程分析做成标准动作”的趋势一致——先量清楚，再动手改。 4. 工程意义上的想象空间，在“低 C/N”这个老难题上。 GB 18918 一级 A 要求总氮 15 mg/L、氨氮 5（8）mg/L；若出水要向地表水 Ⅲ 类（氨氮 1.0 mg/L、湖库总氮 1.0 mg/L）靠，碳源投加往往成为运行成本的主要变量之一。行业里已经有用工艺手段把碳源费用压到极低的案例（以工艺全流程分析与精准控制为主线），但这些手段本质是“把有限的碳源用得更省”。Dirammox 提供的可能性是另一条：如果异养菌能直接以氨为底物生成 N₂，对碳源的依赖在机理上就被削弱了。 注意措辞——是“机理上可能”，不是“工程上可行”。 5. 必须说清的是：这条路上目前没有一台反应器。 研究给出的是基因分布、基因簇结构、进化特征与氮代谢潜力，属于微生物学层面的系统认识；尚缺少反应器规模的脱氮速率数据、低温与冲击负荷下的稳定性验证、以及与现有工艺的串联方式验证。对照厌氧氨氧化从发现（1990 年代）到百万吨级工程应用走了二十余年，Dirammox 从 2021 年提出概念到今天，仍处在“认知地图”阶段。任何把它直接包装成“颠覆 AOA/厌氧氨氧化”的说法，都超出了现有证据。 6. 与“世界生态环境十大科技进展（2026）”里入选的厌氧氨氧化，是两条不同的线。 后者是工艺工程化的成功（城市污水短程反硝化与厌氧氨氧化深度脱氮，据发布方表述可节约约 30% 曝气能耗、免除外加碳源），已经在几十座厂落地；前者是微生物学机理的扩展。两者不应混为一谈，也不必相互替代——一条是已经在跑的赛道，一条是刚画出的地图。 【意义】 1. 中国团队在氮循环基础研究上，从“参与”走到了“定义概念”。 Dirammox 由中科院团队在 2021 年提出并命名，本次又把它的分类学边界系统化——一条新途径被国际学界接受并使用同一个名字，这比单篇论文的影响更持久。 2. 脱氮的技术储备，从“工艺组合”扩展到“菌种资源”。 过去二十年行业进步主要靠工艺构型（A/O、A²/O、氧化沟、MBR、AGS、AOA）与装备效率；菌种资源这一层，除了厌氧氨氧化与生物强化菌剂，长期缺少新的抓手。dnfABC 的广泛分布，为“从菌群结构入手做减法”提供了一个新的切入点。 3. 对标准与考核的间接影响，仍需时间。 排放标准管的是出水浓度，不管菌用什么路径；但技术指南与最佳可行技术体系会跟着机理走。若未来 Dirammox 进入技术规范或菌剂产品标准，才真正具备产业意义。 【展望】 三个可观察的信号： · 有没有中试：从摇瓶到反应器，是这类研究最关键的一跳。若 1—2 年内出现连续流中试的脱氮速率与碳源节省数据，性质就变了。 · 有没有产品：菌剂、生物强化制剂、功能菌检测面板，是最可能先落地的三个产品形态。检测面板比菌剂更容易商业化，也更适合第三方服务。 · 有没有进标准：进入 HJ 系列技术规范、或者被写入地方提标改造推荐技术目录，才算拿到工程侧的“通行证”。 【对环保集团、政府工作人员的启示】 对环保集团（工程、设备、运营）： 1. 不要为“新概念”付溢价，但要为“新诊断”付小钱。 现阶段可做的是把功能基因检测纳入存量厂诊断包，成本可控、结论可用；不宜据此改设计、换工艺。 2. 设计上留弹性，比押注单一路线更划算。 多功能生化段（可在 AOA、短程、AGS 之间切换）的土建预留成本，远低于后期推倒重来。 3. 把“碳源单耗”当作核心技术指标来管。 无论哪条路径胜出，少加药、少曝气都是同一方向的收益；这也是甲方最容易认可的价值口径。 对政府工作人员（生态环境、科技、排水主管）： 1. 基础研究到标准之间，通常有 5—10 年。 政策不宜提前押注单一技术路线，更不宜把尚未工程化的机理写进考核指标。 2. 支持方向可以更具体：比起泛泛的“鼓励新技术”，支持功能菌群检测方法标准化、支持中试平台开放，对产业的实际推动更大。 3. 提标决策要基于本厂诊断，而非前沿热点。 法典第三百零三条明确运营单位对出水水质负责，工艺选择的后果由运营方承担——前沿不等于适用。 【一句话收尾】 脱氮的第三条路，目前还是微生物学里的一条注解；要变成工程图纸上的一条线，得先有人在反应器里把它跑通。

本文详细介绍了脱氮还有“第三条路”：中科院把异养菌直接氨氧化的家底摸了一遍，690 个基因组、3 门 26 属的相关内容。如需了解更多信息，欢迎联系北京荆邑环境科技有限公司，我们将为您提供专业的技术咨询和设备选型服务。