In response to the nitrate (NO₃^--N) and manganese (Mn) contamination in aquatic systems polluted by industrial and agricultural activities, this study isolated a strain Pseudomonas sp. XFQ that can simultaneously achieve Mn redox coupled denitrification. In the Mn(Ⅱ) oxidation-coupled denitrification system (carbon to nitrogen ratio = 2.0, Mn(Ⅱ) = 10 mg L^-1, and pH = 7.0), the denitrification process by strain XFQ reached 98% NO₃^--N elimination within 12 h. Meanwhile, the Mn(Ⅳ)-driven denitrification system achieved 99% NO₃^--N removal within 16 h at a MnO₂ dosage of 500 mg L^-1. A comparison between Mn(Ⅱ) oxidation and Mn(Ⅳ) reduction driven denitrification systems showed that the nitrate reductase and nitrite reductase levels, electron transfer capacity, the intensity of Mn(III), and the membrane-intact cell counts are all lower in the Mn reduction-driven system. The introduction of gallic acid (GA) enhanced the electron transfer chain activity by regulating the complex stability of Mn(Ⅲ), redox-mediating ability, and the denitrification enzyme activity in the Mn(Ⅳ) reduction-coupled denitrification system, while promoting the co-metabolic degradation efficiency of NO₃^--N and diclofenac. This significantly enhances Mn transformation efficiency in the Mn redox-coupled denitrification system, thereby improving Mn cycling, denitrification effectiveness, and DCF removal.

中文翻译：

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菌株 Pseudomonas sp. XFQ 的锰氧化还原耦合反硝化性能：双功能比较及潜在机制

针对受工农业活动污染的水生系统中的硝酸盐 （NO ₃ ^- -N） 和锰 （Mn） 污染，本研究分离出一种可以同时实现 Mn 氧化还原耦合反硝化的菌株 Pseudomonas sp. XFQ。在 Mn（II.） 氧化耦合反硝化系统中 （碳氮比 = 2.0，Mn（II.） = 10 mg L ^-1 ，pH = 7.0），菌株 XFQ 的反硝化过程在 12 h 内达到 98% 的 NO ₃ ^- -N 消除。同时，在 500 mg L 的 MnO ₂ 剂量下，Mn（IV.） 驱动的反硝化系统在 16 h 内实现了 99% 的 NO ₃ ^- -N 去除。 ^-1 Mn（II.） 氧化和 Mn（IV.） 还原驱动反硝化系统之间的比较表明，在 Mn 还原驱动系统中，硝酸盐还原酶和亚硝酸盐还原酶水平、电子传递能力、Mn（III） 强度和膜完整细胞计数都较低。没食子酸 （GA） 的引入通过调节 Mn（III.） 的复合物稳定性、氧化还原介导能力和 Mn（IV.） 还原偶联反硝化系统中的反硝化酶活性，同时促进 NO ₃ ^- -N 和双氯芬酸的共代谢降解效率，增强了电子转移链活性。这显著提高了 Mn 氧化还原耦合反硝化系统中的 Mn 转化效率，从而提高了 Mn 循环、反硝化效率和 DCF 去除。