好氧生物反應器填埋技術是垃圾衛生填埋中最常見和最有效的技術之一。其通過滲濾液曝氣回灌使填埋場成為一個復合“凈化反應器”，可加速場內微生物降解有機質，去除氨氮等污染物。然而，在礦化垃圾填埋場中使用該技術，存在有機質含量低，無法徹底去除氮素的問題。并且，填埋場下層產生的甲烷，既增加“溫室效應”又存在爆炸的潛在風險。
中國科學院成都生物研究所劉曉風課題組成員曹沁在前期的研究中發現，礦化垃圾填埋場中甲烷氧化可有效耦合硝酸鹽的反硝化作用。并且，在不同氧氣濃度條件下，參與其耦合反應的微生物種類不同。因此，通過同位素示蹤技術和高通量測序技術對其耦合微生物和協作機理進行了更深入的研究。通過同位素示蹤實驗發現，微氧條件下，甲烷首先與氧氣反應，生成胞外有機產物，如乙酸、檸檬酸等。進而這些有機產物作為碳源與硝酸鹽發生反硝化作用，并生成微量N2O。缺氧條件下，甲烷會執行甲烷發酵作用，生成更豐富的有機中間產物，與硝酸鹽耦合發生反硝化作用。通過高通量測序和分析發現，執行微氧甲烷氧化耦合反硝化的主要功能微生物為甲烷氧化菌Methylomonas和甲基營養型反硝化菌Methylotenera。而執行缺氧甲烷氧化耦合反硝化的主要功能微生物為甲烷氧化菌Methylomonas和非甲基營養型反硝化菌Thermomonas。國內外研究主要集中在好氧甲烷氧化耦合反硝化，并報道其產物主要為CO2和N2。本研究的發現為微氧和缺氧條件下甲烷氧化耦合反硝化提供了更多理論基礎，擴展了礦化垃圾填埋場中的碳、氮循環。
本研究得到了國家自然科學基金（51478448）、應用與環境微生物中心重點實驗室開放基金（KLCAS-2017-9）等的支持。相關科研成果“Stable-isotopic analysis and high-throughput pyrosequencing reveal the coupling process and bacteria in microaerobic and hypoxic methane oxidation coupled to denitrification”發表在Environmental Pollution期刊上。