江汉平原高砷地下水原位微生物的铁还原及其对砷释放的影响

作者：高杰; 郑天亮; 邓娅敏; 蒋宏忱

来源：地球科学, 2017, 42(05): 716-726.

DOI：10.3799/dqkx.2017.059

• 江汉平原
• 功能微生物
• 砷还原
• 铁还原
• 砷释放
• 生物地球化学
• 水文地质

微生物参与铁氧化物矿物的还原性溶解是高砷地下水形成的关键过程,其中具有砷还原功能的微生物如何参与含水层砷释放的生物地球化学过程亟待研究.利用从江汉平原典型高砷含水层中厌氧条件下分离出的四株细菌(Citrobacter sp.JH-1、Clostridium sp.JH-6、Exiguobacterium sp.JH-13、Paenibacillus sp.JH-33),通过室内厌氧模拟培养实验,查明其砷、铁还原能力,并通过分别与铁氧化物矿物及原位沉积物共同培养,探究原位含水层微生物参与的砷释放机理.结果表明:四株细菌均具有厌氧条件下砷、铁还原功能,Citrobacter sp.JH-1砷还原能力最强,96h内还原的As(V)浓度为2.22μmol/L.其中Citrobacter sp.JH-1不仅可在厌氧和有氧条件下还原溶液中的As(V),还可在厌氧条件下还原溶液中的Fe(III)和无定型的水铁矿,在与含水层沉积物共培养12d后,沉积物中铁与砷的释放量分别为510mg/kg及1 150μg/kg.江汉平原含水层中的原位微生物兼具砷/铁还原功能,在厌氧条件下可还原沉积物中的铁氧化物矿物并促进砷的释放,为深入揭示高砷地下水成因机理与地下水砷污染的防控提供重要科学依据.

• 单位
  生物地质与环境地质国家重点实验室