Enzymatic nitrous oxide emissions from wastewater treatment

Highlights

N₂O release variesin response to enzyme-catalyzed nitrogen imbalances.

The enzymology involved in N₂O production and consumption are introduced.

The pathways of N₂O production and consumption are summarized.

Key factors affecting N₂O release and enzymatic mechanisms are summarized/revealed.

Enzymatic strategies are proposed tomitigate N₂O emissions.

Abstract

Nitrous oxide (N₂O), a potent greenhousegas, is emitted during nitrogen removal in wastewater treatment, significantlycontributing to greenhouse effect. Nitrogen removal generally involvesnitrification and denitrification catalyzed by specific enzymes. N₂O production and consumption vary considerably in responseto specific enzyme-catalyzed nitrogen imbalances, but the mechanismsare not yet completely understood. Studying the regulation of relatedenzymes’ activity is essential to minimize N₂O emissions during wastewater treatment. This paper aims to reviewthe poorly understood related enzymes that most commonly involvedin producing and consuming N₂O in terms oftheir nature, structure and catalytic mechanisms. The pathways ofN₂O emission during wastewater treatment arebriefly introduced. The key environmental factors influencing N₂O emission through regulatory enzymes are summarizedand the enzyme-based mechanisms are revealed. Several enzyme-basedtechniques for mitigating N₂O emissions directlyor indirectly are proposed. Finally, areas for further research onN₂O release during wastewater treatment arediscussed.

Graphical abstract

Keywords

Nitrous oxide / Mitigation / Enzyme catalysis / Nitrogen removal / Wastewater treatment

References

[1] Montzka S A, Dlugokencky  E J, Butler  J H. Non-CO₂ greenhouse gases and climate change. Nature, 2011, 476(7358): 43–50

[2] Intergovernmental Panelon Climate Change (IPCC). Climate Change 2014: Mitigation of Climate Change.  Cambridge: Cambridge University Press, 2015

[3] Portmann R W, Daniel  J S, Ravishankara  A R. Stratospheric ozone depletion due to nitrous oxide: Influences of other gases.  Philosophical Transactions of the Royal Society B, 2012, 367(1593): 1256–1264

[4] Ravishankara A R,  Daniel J S,  Portmann R W. Nitrous oxide (N₂O): The dominant ozone-depleting substance emitted inthe 21st century. Science, 2009, 326(5949): 123–125

[5] Aboobakar A, Cartmell  E, Stephenson T,  Jones M,  Vale P, Dotro  G. Nitrous oxide emissions and dissolved oxygen profiling in a full-scale nitrifying activated sludge treatmentplant. Water Research, 2013, 47(2): 524–534

[6] Ahn J H, Kim  S, Park H,  Rahm B, Pagilla  K, Chandran K. N₂O emissions from activated sludge processes, 2008–2009: Results of a nationalmonitoring survey in the United States. Environmental Science & Technology, 2010, 44(12): 4505–4511

[7] Butler M D, Wang  Y Y, Cartmell  E, Stephenson T. Nitrous oxide emissions for early warning of biological nitrificationfailure in activated sludge. Water Research, 2009, 43(5): 1265–1272

[8] Shen L, Guan Y, Wu G, Zhan X. N₂O emission from a sequencing batch reactor for biological N and P removalfrom wastewater.  Frontiers of EnvironmentalScience & Engineering, 2014, 8(5): 776–783

[9] Czepiel P, Crill  P, Harriss R. Nitrous oxide emissions from municipalwastewater treatment. Environmental Science& Technology, 1995, 29(9): 2352–2356

[10] Foley J, de Haas  D, Yuan Z,  Lant P. Nitrous oxide generation in full-scale biological nutrientremoval wastewater treatment plants. Water Research, 2010, 44(3): 831–844

[11] Kampschreur M J,  Tan N C G,  Kleerebezem R,  Picioreanu C,  Jetten M S M,  van Loosdrecht M C M. Effect of dynamic processconditions on nitrogen oxides emission from a nitrifying culture. Environmental Science & Technology, 2008, 42(2): 429–435

[12] Kampschreur M J,  van der Star W R L,  Wielders H A,  Mulder J W,  Jetten M S M,  van Loosdrecht M C M. Dynamics of nitric oxideand nitrous oxide emission during full-scale reject water treatment. Water Research, 2008, 42(3): 812–826

[13] Law Y, Ye  L, Pan Y,  Yuan Z.Nitrous oxide emissions from wastewater treatment processes. Philosophical Transactions of the Royal Society B, 2012, 367(1593): 1265–1277

[14] Ni B J, Ruscalleda  M, Pellicer-Nàcher C, Smets B F. Modeling nitrous oxide production duringbiological nitrogen removal via nitrification and denitrification:Extensions to the general ASM models. Environmental Science & Technology, 2011, 45(18): 7768–7776

[15] Wang Y, Lin  X, Zhou D,  Ye L, Han  H, Song C. Nitric oxide and nitrous oxide emissions from a full-scaleactivated sludge anaerobic/anoxic/oxic process. Chemical Engineering Journal, 2016, 289: 330–340

[16] Wang Y, Fang  H Y, Zhou  D, Han H,  Chen J. Characterization of nitrousoxide and nitric oxide emissions from a full-scale biological aeratedfilter for secondary nitrification. Chemical Engineering Journal, 2016, 299: 304–313

[17] Yang Q, Liu  X, Peng C,  Wang S, Sun  H, Peng Y. N₂O production during nitrogen removal via nitrite from domestic wastewater: main sources and controlmethod. Environmental Science & Technology, 2009, 43(24): 9400–9406

[18] Osada T, Shiraishi  M, Hasegawa T,  Kawahara H. Methane, nitrous oxide and ammonia generation in full-scaleswine wastewater purification facilities. Frontiers of Environmental Science & Engineering, 2017, 11(3): 10

[19] Kampschreur M J,  Temmink H,  Kleerebezem R,  Jetten M S M,  van Loosdrecht M C M. Nitrous oxide emission during wastewater treatment. Water Research, 2009, 43(17): 4093–4103

[20] Mannina G, Ekama  G, Caniani D,  Cosenza A,  Esposito G,  Gori R, Garrido-Baserba  M, Rosso D,  Olsson G. Greenhouse gases from wastewater treatment—A reviewof modelling tools. Science of the TotalEnvironment, 2016, 551– 552: 254–270

[21] Desloover J, Vlaeminck  S E, Clauwaert  P, Verstraete W,  Boon N. Strategies to mitigate N₂O emissions from biological nitrogenremoval systems. Current Opinion in Biotechnology, 2012, 23(3): 474–482

[22] Schreiber F, Wunderlin  P, Udert K M,  Wells G F. Nitric oxide and nitrous oxide turnover in natural andengineered microbial communities: biological pathways, chemical reactions,and novel technologies. Frontiers in Microbiology, 2012, 3: 372

[23] Stein L Y. Surveying N₂O-producing pathways in bacteria. Methods in Enzymology, 2011, 486: 131–152

[24] Tallec G, Garnier  J, Billen G,  Gousailles M. Nitrous oxide emissions from secondary activated sludgein nitrifying conditions of urban wastewater treatment plants: Effectof oxygenation level. Water Research, 2006, 40(15): 2972–2980

[25] Wunderlin P, Lehmann  M F, Siegrist  H, Tuzson B,  Joss A, Emmenegger  L, Mohn J. Isotope signatures of N₂O in a mixed microbial population system: constraints on N₂O producing pathways in wastewater treatment. Environmental Science & Technology, 2013, 47(3): 1339–1348

[26] Colliver B B, Stephenson  T. Production of nitrogen oxide and dinitrogen oxide by autotrophicnitrifiers. Biotechnology Advances, 2000, 18(3): 219–232

[27] Kim S W, Miyahara  M, Fushinobu S,  Wakagi T,  Shoun H. Nitrous oxide emission from nitrifying activated sludge dependent on denitrificationby ammonia-oxidizing bacteria. Bioresource Technology, 2010, 101(11): 3958–3963

[28] Mampaey K E, De Kreuk  M K, van Dongen  U G J M, van Loosdrecht  M C M, Volcke  E I P. Identifying N₂O formation andemissions from a full-scale partial nitritation reactor. Water Research, 2016, 88: 575–585

[29] Peng L, Ni  B J, Ye  L, Yuan Z. N₂O production by ammonia oxidizing bacteria in an enrichednitrifying sludge linearly depends on inorganic carbon concentration. Water Research, 2015, 74: 58–66

[30] He Q, Zhu  Y, Li G,  Fan L, Ai  H, Huangfu X,  Li H. Impact of dissolved oxygenon the production of nitrous oxide in biological aerated filters. Frontiers of Environmental Science & Engineering, 2017, 11(6): 16 

[31] Otte S, Schalk  J, Kuenen J G,  Jetten M S M. Hydroxylamine oxidation and subsequent nitrous oxide production bythe heterotrophic ammonia oxidizer Alcaligenes faecalis. Applied Microbiology and Biotechnology, 1999, 51(2): 255–261

[32] Pan Y, Ni  B J, Yuan  Z. Modeling electron competition among nitrogenoxides reduction and N₂O accumulation in denitrification. Environmental Science & Technology, 2013, 47(19): 11083–11091

[33] Schulthess R V,  Kuhni M,  Gujer W. Release of nitric and nitrous oxidesfrom denitrifying activated sludge. Water Research, 1995, 29(1): 215–226

[34] Tallec G, Garnier  J, Billen G,  Gousailles M. Nitrous oxide emissions from denitrifying activated sludgeof urban wastewater treatment plants, under anoxia and low oxygenation. Bioresource Technology, 2008, 99(7): 2200–2209

[35] Ferguson S J, Richardson  D J, van Spanning  R J. Biochemistry and molecular biology of nitrification.  In: Bothe H, Ferguson S J, Newton W E, eds. Biology of the Nitrogen Cycle. Amsterdam:Elsevier, 2007, 209–222

[36] Ward B B, Arp  D J, Klotz  M G. Nitrification. Washington DC: American Society for Microbiology Press, 2011

[37] Vázquez-Torres A,  Bäumler A J. Nitrate, nitrite and nitric oxide reductases:From the last universal common ancestor to modern bacterial pathogens. Current Opinion in Microbiology, 2016, 29: 1–8

[38] Spiro S.Nitrous oxide production and consumption: Regulation ofgene expression by gas-sensitive transcription factors.  Philosophical Transactions of the Royal SocietyB, 2012, 367(1593): 1213–1225

[39] Richardson D, Felgate  H, Watmough N,  Thomson A,  Baggs E. Mitigating release of the potent greenhouse gas N₂O from the nitrogen cycle—Could enzymic regulation hold the key? Trends in Biotechnology, 2009, 27(7): 388–397

[40] Kozlowski J A,  Kits K D,  Stein L Y. Comparison of nitrogen oxide metabolismamong diverse ammonia-oxidizing bacteria. Frontiers in Microbiology, 2016, 7: 1090

[41] Yu R, Kampschreur  M J, van Loosdrecht  M C M, Chandran  K. Mechanisms and specific directionality of autotrophic nitrous oxide and nitric oxide generation during transientanoxia. Environmental Science & Technology, 2010, 44(4): 1313–1319

[42] Zhang J, Wang  Y, Yu D,  Tong J, Chen  M, Sui Q,  ChuLu B,  Wei Y, Wei  Y. Who contributes more to N₂O emission during sludge bio-dryingwith two different aeration strategies, nitrifiers or denitrifiers? Applied Microbiology and Biotechnology, 2017, 101(8): 3393–3404

[43] Duan H, Ye  L, Erler D,  Ni B J,  Yuan Z. Quantifying nitrous oxideproduction pathways in wastewater treatment systems using isotopetechnology—A critical review. Water Research, 2017, 122: 96–113

[44] Garbeva P, Baggs  E M, Prosser  J I. Phylogeny of nitrite reductase (nirK) and nitric oxide reductase (norB) genes from Nitrosospira species isolated from soil. FEMS Microbiology Letters, 2007, 266(1): 83–89

[45] Klotz M G, Stein  L Y. Nitrifier genomics and evolution of the nitrogen cycle. FEMS Microbiology Letters, 2008, 278(2): 146–156

[46] Sabba F, Picioreanu  C, Pérez J,  Nerenberg R. Hydroxylamine diffusion can enhance N₂O emissions in nitrifying biofilms: a modeling study. Environmental Science & Technology, 2015, 49(3): 1486–1494

[47] Caranto J D, Vilbert  A C, Lancaster  K M. Nitrosomonas europaea cytochrome P460 is a direct link between nitrification and nitrous oxide emission. Proceedings of the National Academy of Sciencesof the United States of America, 2016, 113(51): 14704–14709

[48] Wicht H. A model for predicting nitrous oxide production duringdenitrification in activated sludge. Water Science and Technology, 1996, 34(5–6): 99–106

[49] Santoro A E, Buchwald  C, McIlvin M R,  Casciotti K L. Isotopic signature of N₂O produced by marine ammonia-oxidizing archaea. Science, 2011, 333(6047): 1282–1285

[50] Ali M, Rathnayake  R M L D, Zhang  L, Ishii S,  Kindaichi T,  Satoh H,  Toyoda S,  Yoshida N,  Okabe S. Source identification ofnitrous oxide emission pathways from a single-stage nitritation-anammoxgranular reactor. Water Research, 2016, 102: 147–157

[51] Desloover J, De Clippeleir  H, Boeckx P,  Du Laing G,  Colsen J,  Verstraete W,  Vlaeminck S E. Floc-based sequential partial nitritation and anammoxat full scale with contrasting N₂O emissions. Water Research, 2011, 45(9): 2811–2821

[52] Ma C, Jensen  M M, Smets  B F, Thamdrup  B. Pathways and controls of N₂O production in nitritation-anammox biomass. Environmental Science & Technology, 2017, 51(16): 8981–8991

[53] Daims H, Lücker  S, Wagner M. A new perspective on microbesformerly known as nitrite-oxidizing bacteria. Trends in Microbiology, 2016, 24(9): 699–712

[54] Liu S, Han  P, Hink L,  Prosser J I,  Wagner M,  Brüggemann N. Abiotic conversion of extracellular NH₂OH contributes to N₂O emission during ammonia oxidation. Environmental Science & Technology, 2017, 51(22): 13122–13132

[55] Wang Y, Wang  D, Yang Q,  Zeng G, Li  X. Wastewater opportunities for denitrifying anaerobic methane oxidation. Trends in Biotechnology, 2017, 35(9): 799–802

[56] Fu L, Ding  J, Lu Y Z,  Ding Z W,  Zeng R J. Nitrogen source effects onthe denitrifying anaerobic methane oxidation culture and anaerobicammonium oxidation bacteria enrichment process. Applied Microbiology and Biotechnology, 2017, 101(9): 3895–3906

[57] Arp D J, Stein  L Y. Metabolism of inorganic N compounds by ammonia-oxidizing bacteria. Critical Reviews in Biochemistry and Molecular Biology, 2003, 38(6): 471–495

[58] Fernández M L,  Estrin D A,  Bari S E. Theoretical insight intothe hydroxylamine oxidoreductase mechanism. Journal of Inorganic Biochemistry, 2008, 102(7): 1523–1530

[59] Whittaker M, Bergmann  D, Arciero D,  Hooper A B. Electron transfer during the oxidation of ammonia bythe chemolithotrophic bacterium Nitrosomonas europaea. Biochimica et BiophysicaActa-Bioenergetics, 2000, 1459(2–3): 346–355

[60] Kim-Shapiro D B,  Gladwin M T. Mechanisms of nitrite bioactivation. Nitric Oxide, 2014, 38: 58–68

[61] Tavares P, Pereira  A S, Moura  J J, Moura  I. Metalloenzymes of the denitrification pathway. Journal of Inorganic Biochemistry, 2006, 100(12): 2087–2100

[62] Alderton W K, Cooper  C E, Knowles  R G. Nitric oxide synthases: Structure, functionand inhibition. Biochemical Journal, 2001, 357(Pt 3): 593–615

[63] Pauleta S R, Dell Acqua  S, Moura I. Nitrous oxide reductase. Coordination Chemistry Reviews, 2013, 257(2): 332–349

[64] Zumft W G, Korner,  H. Nitrousoxide reductases.  In: Bothe H, FergusonS J, Newton W E, eds. Biology of the Nitrogen Cycle. Amsterdam: Elsevier, 2007, 67–81

[65] Jones C M, Stres  B, Rosenquist M,  Hallin S. Phylogenetic analysis of nitrite, nitric oxide, and nitrousoxide respiratory enzymes reveal a complex evolutionary history fordenitrification. Molecular Biology andEvolution, 2008, 25(9): 1955–1966

[66] Wang Y, Zhou  S, Ye L,  Wang H, Stephenson  T, Jiang X. Nitrite survival and nitrous oxide production of denitrifyingphosphorus removal sludges in long-term nitrite/nitrate-fed sequencingbatch reactors. Water Research, 2014, 67: 33–45

[67] Paraskevopoulos K, Antonyuk  S V, Sawers  R G, Eady  R R, Hasnain  S S. Insight into catalysis of nitrous oxide reductase from high-resolutionstructures of resting and inhibitor-bound enzyme from Achromobacter cycloclastes. Journal of Molecular Biology, 2006, 362(1): 55–65

[68] Peng L, Ni  B J, Ye  L, Yuan Z. The combined effect of dissolved oxygen and nitrite on N₂O production by ammonia oxidizing bacteria in an enriched nitrifyingsludge. Water Research, 2015, 73: 29–36

[69] Yan Y, Wang  Y, Chen Y,  Lin X, Wu  M, Chen J. Single-stage PN/A technology treating saline ammonia-richwastewater: Finding the balance between efficient performance andless N₂O and NO emissions. RSC Advances, 2016, 6(114): 113152–113162

[70] Picioreanu C, Van Loosdrecht  M C M, Heijnen  J J. Modelling the effect of oxygenconcentration on nitrite accumulation in a biofilm airlift suspensionreactor. Water Science and Technology, 1997, 36(1): 147–156

[71] Lu H, Chandran  K. Factors promoting emissions of nitrous oxide and nitric oxide fromdenitrifying sequencing batch reactors operated with methanol andethanol as electron donors. Biotechnology and Bioengineering, 2010, 106(3): 390–398

[72] Law Y, Lant  P, Yuan Z. The confounding effect of nitrite onN₂O production by an enriched ammonia-oxidizingculture. Environmental Science & Technology, 2013, 47(13): 7186–7194

[73] Shiskowski D M,  Mavinic D S. The influence of nitrite and pH (nitrous acid) on aerobic-phase,autotrophic N₂O generation in a wastewatertreatment bioreactor. Journal of EnvironmentalEngineering and Science, 2006, 5(4): 273–283

[74] Alinsafi A, Adouani  N, Béline F,  Lendormi T,  Limousy L,  Sire O. Nitrite effect on nitrousoxide emission from denitrifying activated sludge. Process Biochemistry, 2008, 6(6): 683–689

[75] Kinh C T, Ahn  J, Suenaga T,  Sittivorakulpong N,  Noophan P,  Hori T, Riya  S, Hosomi M,  Terada A. Free nitrous acid and pH determine the predominant ammonia-oxidizingbacteria and amount of N₂O in a partial nitrifying reactor. Applied Microbiology and Biotechnology, 2017, 101(4): 1673–1683

[76] Zhou Y, Pijuan  M, Zeng R J,  Yuan Z. Free nitrous acid inhibition on nitrous oxide reduction by a denitrifying-enhancedbiological phosphorus removal sludge. Environmental Science & Technology, 2008, 42(22): 8260–8265

[77] Zhou Y, Lim  M, Harjono S,  Ng W J. Nitrous oxide emission by denitrifying phosphorus removal cultureusing polyhydroxyalkanoates as carbon source. Journal of Environmental Sciences (China), 2012, 24(9): 1616–1623

[78] Zhou Y, Oehmen  A, Lim M,  Vadivelu V,  Ng W J. The role of nitrite and freenitrous acid (FNA) in wastewater treatment plants. Water Research, 2011, 45(15): 4672–4682

[79] Hanaki K, Hong  Z, Matsuo T. Production of nitrous oxide gas duringdenitrification of wastewater. Water Science and Technology, 1992, 26(5–6): 1027–1036

[80] Itokawa H, Hanaki  K, Matsuo T. Nitrous oxide production in high-loadingbiological nitrogen removal process under low COD/N ratio condition. Water Research, 2001, 35(3): 657–664

[81] Kishida N, Kim  J H, Kimochi  Y, Nishimura O,  Sasaki H,  Sudo R. Effect of C/N ratio on nitrous oxide emission from swinewastewater treatment process. Water Science and Technology, 2004, 49(5–6): 359–365

[82] Zhao W, Wang  Y, Liu S,  Pan M, Yang  J, Chen S. Denitrification activities and N₂O production under salt stress with varying COD/N ratios and terminalelectron acceptors. Chemical EngineeringJournal, 2013, 215–216: 252–260

[83] Mannina G, Capodici  M, Cosenza A,  Di Trapani D,  van Loosdrecht M C M. Nitrous oxide emission in a University of Cape Town membrane bioreactor:The effect of carbon to nitrogen ratio. Journal of Cleaner Production, 2017, 149: 180–190

[84] Wang Y, Geng  J, Ren Z,  He W, Xing  M, Wu M,  Chen S. Effect of anaerobic reaction time on denitrifying phosphorus removal and N₂O production. BioresourceTechnology, 2011, 102(10): 5674–5684

[85] Burgess J E, Colliver  B B, Stuetz  R M, Stephenson  T. Dinitrogen oxide production by a mixed culture of nitrifyingbacteria during ammonia shock loading and aeration failure. Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology, 2002, 29(6): 309–313

[86] Vanrolleghem P A,  Sin G, Gernaey  K V. Transient response of aerobic and anoxic activated sludge activities to sudden substrate concentrationchanges. Biotechnology and Bioengineering, 2004, 86(3): 277–290

[87] Von Schulthess R,  Wild D, Gujer  W. Nitric and nitrous oxides from denitrifying activated sludge at low oxygen concentration. Water Science and Technology, 1994, 30(6): 123–132

[88] Law Y, Lant  P, Yuan Z. The effect of pH on N₂O production under aerobic conditions in a partial nitritation system. Water Research, 2011, 45(18): 5934–5944

[89] Noda N, Kaneko  N, Mikami M,  Kimochi Y,  Tsuneda S,  Hirata A,  Mizuochi M,  Inamori Y. Effects of SRT and DO onN₂O reductase activity in an anoxic-oxic activatedsludge system. Water Science and Technology, 2003, 48(11–12): 363–370

[90] Zheng H, Hanaki  K, Matsuo T. Production of nitrous oxide gas duringnitrification of wastewater. Water Scienceand Technology, 1994, 30(6): 133–141

[91] Guo G, Wang  Y, Wang C,  Wang H, Pan  M, Chen S. Short-term effects of excessive anaerobic reaction timeon anaerobic metabolism of denitrifying polyphosphate-accumulatingorganisms linked to phosphorus removal and N₂O production. Frontiers of EnvironmentalScience & Engineering, 2013, 7(4): 616–624

[92] Kimochi Y, Inamori  Y, Mizuochi M,  Xu K Q,  Matsumura M. Nitrogen removal and N₂O emission in a full-scale domestic wastewater treatment plant with intermittent aeration. Journal of Fermentation and Bioengineering, 1998, 86(2): 202–206

[93] Poh L S, Jiang  X, Zhang Z,  Liu Y, Ng  W J, Zhou  Y. N₂O accumulation from denitrificationunder different temperatures. Applied Microbiology and Biotechnology, 2015, 99(21): 9215–9226

[94] Pan Y, Ye  L, Yuan Z. Effect of H₂S on N₂O reduction and accumulation during denitrificationby methanol utilizing denitrifiers. Environmental Science & Technology, 2013, 47(15): 8408–8415

[95] Yang Q, Liu  X, Peng C,  Wang S, Sun  H, Peng Y. N₂O production during nitrogen removal via nitrite from domestic wastewater: main sources and controlmethod. Environmental Science & Technology, 2009, 43(24): 9400–9406

[96] Zhu X, Chen  Y, Chen H,  Li X, Peng  Y, Wang S. Minimizing nitrous oxide in biological nutrient removalfrom municipal wastewater by controlling copper ion concentrations. Applied Microbiology and Biotechnology, 2013, 97(3): 1325–1334

[97] Garrido J M, Moreno  J, Méndez-Pampn R, Lema J M. Nitrous oxide production under toxic conditions in adenitrifying anoxic filter. Water Research, 1998, 32(8): 2550–2552

[98] Park K Y, Inamori  Y, Mizuochi M,  Ahn K H. Emission and control of nitrous oxide from a biologicalwastewater treatment system with intermittent aeration. Journal of Bioscience and Bioengineering, 2000, 90(3): 247–252

[99] Bergaust L, van Spanning  R J, Frostegård  A, Bakken L R. Expression of nitrous oxide reductase in Paracoccus denitrificansis regulated by oxygen and nitric oxide through FnrP and NNR. Microbiology, 2012, 158: 826–834

[100] Geets J, de Cooman  M, Wittebolle L,  Heylen K,  Vanparys B,  De Vos P,  Verstraete W,  Boon N. Real-time PCR assay for the simultaneous quantification of nitrifying and denitrifyingbacteria in activated sludge. Applied Microbiology and Biotechnology, 2007, 75(1): 211–221

[101] Braker G, Conrad  R. Diversity, structure, and size of N₂O-producing microbial communities in soils—What matters for their functioning? Advances in Applied Microbiology, 2011, 75: 33–70

Acknowledgements

This review was supported by theNational Natural Science Foundation of China (Grant No. 51522809),the Key Program of National Natural Science of China (No. 51638005),and the Guangdong Provincial Science and Technology Planning Project(No. 2016A050503041).

RIGHTS & PERMISSIONS

2018 Higher Education Press and Springer-Verlag GmbHGermany