方法很多,最簡單直接於改善前後採集汙泥進行DNA萃取,並針對硝化菌之功能基因amoA進行real-time PCR定量即可。另外要注意的是,硝化菌分為硝化古菌與硝化細菌,兩種amoA的定量基因primer略有不同,需分別定量。
另外比較低成本的方式可以透過培養實驗,取改善前後的汙泥放置於血清培養瓶中,並加入等量之NH4+,好氧培養數周後,將底泥取出,透過類似KCL萃取法,比較兩者所剩下之NH4+濃度。另外同時也需製作一組添加C2H2之對照組,乙炔具有抑制硝化作用的功能,可藉有無添加乙炔之兩種處理,其培養後的NH4+濃度變化計算硝化作用的反應速率(Y軸NH4+消耗速率(無乙炔組-有乙炔組),X軸時間)。
若要再花俏一點的作法,也可以添加同位素15NH4+進行類似培養,然後分析15NO3-產生速率,不過包含藥劑昂貴以外,分析15NO3-需要能夠分析人為添加濃度的穩定同位素質譜儀(非環境背景同位素質譜儀),可能全台灣沒幾間實驗室有能力做。
另外要特別注意的是,自營性硝化菌無法像是傳統養菌的方式透過固態培養基畫盤進行培養計算CFU,因為這些生物碳源為CO2,培養基中添加的有機碳源無法供這些生物使用。若直接取汙泥,分離菌液畫盤,很大機會最後長的菌落是汙泥槽中其他分解有機物的微生物。若要透過菌株培養的方式,需要製作無碳源的液態培養基,並將培養瓶封口後添加CO2進行硝化菌培養,並於培養後以分光光度計分析菌液吸光度來推估菌量。
除了第一種作法是直接針對樣品硝化菌量進行分析,其他其實都經過培養等間接推估,皆有受到培養環境影響而導致與現場樣品菌量比例發生變化之疑慮,因此最佳建議做法還是第一種。(不過15分的題目,如果答案只寫:"萃取改善前後之汙泥DNA,並用real-time PCR定量細菌與古菌之amoA功能基因"一句話....我是沒那個勇氣啦)