天然Fe(Ⅱ)矿物-生物质强化微生物还原固定五价钒研究

作者：孙雅洁; 王梦男; 路建平; 耿榕悦; 张宝刚^*

来源：微生物学报, 2023, 63(06): 2220-2232.

DOI：10.13343/j.cnki.wsxb.20230321

• 五价钒
• Fe(Ⅱ)矿物
• 电子供体
• 混养生物还原

【目的】重金属钒的环境危害日益受到关注，微生物可实现高毒性的五价钒[pentavalent vanadium, V(Ⅴ)]的还原固定，其中电子供体是微生物还原V(Ⅴ)的关键，尽管天然Fe(Ⅱ)矿物和天然生物质均被报道可单独支持微生物还原V(Ⅴ)，而基于两者构建的混养体系中微生物还原V(Ⅴ)的特征尚未揭示。【方法】本研究对天然Fe(Ⅱ)矿物和生物质进行优选并复配组合，探究混养生物体系中五价钒[V(Ⅴ)]的还原机理。【结果】磁黄铁矿和木屑对V(Ⅴ)的去除效率最高，分别为54.2%±3.4%和67.1%±3.1%。当优选的磁黄铁矿与木屑组合复配比例为1:3时可达到最高的V(Ⅴ)去除效率82.7%±3.1%。V(Ⅴ)被还原为不溶性V(Ⅳ)沉淀，Fe(Ⅱ)和S(–Ⅱ)分别被氧化为Fe(Ⅲ)和SO42-。在混养体系中，脱硫菌(Desulfurivibrio)和硫菌属(Thiobacillus)等自养菌属可能参与磁黄铁矿的氧化与V(Ⅴ)还原，并利用无机碳源合成有机中间代谢产物，与无胆甾原体属(Acholeplasma)等纤维素降解菌分解木屑的产物一起，被Bacteroidetes＿vadinHA17等异养生物利用还原V(Ⅴ)。【结论】本研究为地下水V(Ⅴ)污染提供了一种有前景的修复方法。

• 单位
  中国地质大学（北京）