氨氧化过程是整个污水处理系统氮循环中的核心,同时氨氧化微生物在其中起到了主导作用,因此对氨氧化微生物在污水处理系统的全面考察成为正确认识其中氮循环的必要条件。2015年完全氨氧化细菌（Complete ammonia-oxidizing bacteria,CAOB）的发现使以往的研究由于忽略了 CAOB的存在而夸大了传统氨氧化细菌（Ammonia-oxidizing bacteria,AOB）和氨氧化古菌（Ammonia-oxidizing archaea,AOA）在氨氧化过程中的作用。因此,认清CAOB在全国污水处理厂中的丰度情况并比较完全氨氧化微生物与传统氨氧化微生物在污水处理系统中对于氨氧化作用的相对贡献对全面的认识氮循环具有重要的理论意义。本研究通过对全国25个污水处理厂中好氧反应池的活性污泥样本中三类不同氨氧化微生物AOB,AOA和CAOB的amoA基因进行定量检测,结果显示所有污水处理厂中均检测到了 AOB,AOA和CAOB的存在。在其中的19个污水处理厂中CAOB的丰度显著高于AOB和AOA的丰度,AOB的丰度在其中的6个污水处理厂中占据优势地位,而AOA的丰度在25个污水处理厂中均低于CAOB和AOB的丰度1至3个数量级。根据CAOB与AOB的丰度比值分别在1～10（WS）,10～100（NJ）和大于100（XJH）的范围内选择了三个典型的污水处理厂样品进行稳定性同位素核酸探针技术（DNA-SIP）培养。超高速离心分层结果显示WS,NJ和XJH三个污水处理厂样品中的CAOB均同化吸收了 13C所标记的底物并大部分向重条带中转移。对重条带进行的高通量测序结果显示Nitrospira nitrosa是CAOB群落中最主要的分支,而Nitrospira nitrificans分支仅在WS培养样品中被发现。而AOB群落中Nitrosomonas oligotropha是最主要的菌群,在三个污水处理厂样品中均占据了较大的比例。我们应用DNA-SIP技术与高通量测序技术结合,基于目前已知的CAOB和AOB群落的细胞特异活性估算了 CAOB和AOB的氨氧化潜力,证明了 CAOB在三个污水处理系统中的贡献度约为83.1%～99.8%,其中N.nitrosa具有最大的氨氧化贡献度。而在AOB群落中Nitrosomonas负责了主要的AOB所进行的氨氧化作用,Nitrosospira分支在WS污水处理系统中对氨氧化过程的贡献在1.3%～8.0%。综上所述,本研究结果证明CAOB不仅广泛的存在于各个污水处理系统中且普遍具有较高的丰度,同时也在氨氧化过程中发挥着巨大的作用。