11月22日，我校資源與環(huán)境學(xué)院杜冬云教授課題組葉恒朋教授在Water Research發(fā)表了題為Effect of sulfate-reducing bacteria (SRB) and dissimilatory iron-reducing bacteria (DIRB) coexistence on the transport and transformation of arsenic in sediments的最新研究成果（論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.watres.2024.122834）。中南民族大學(xué)研究生孫燕（現(xiàn)華中科技大學(xué)博士生）為第一作者，葉恒朋教授和香港理工大學(xué)藍(lán)際榮助理研究員為論文通訊作者，中南民族大學(xué)為成果第一單位。

沉積物中砷的溶解和釋放，是造成高砷地下水的主要原因。砷的遷移轉(zhuǎn)化受地下水氧化還原條件、共存離子、鐵錳氧化物、微生物作用等影響。該論文研究了兩類(lèi)關(guān)鍵微生物硫酸鹽還原菌（SRBs）和異化鐵還原菌（DIRBs）協(xié)同調(diào)控下，沉積物中砷的遷移轉(zhuǎn)化機(jī)制。成果揭示了SRB、DIRB單獨(dú)菌群及其混合菌群對(duì)砷的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律，特別是闡述了地下水系統(tǒng)中“地下水—微生物—鐵/硫礦物轉(zhuǎn)化—砷遷移轉(zhuǎn)化”等一系列復(fù)雜的關(guān)鍵環(huán)境化學(xué)過(guò)程（圖1）。

圖1.SRB和DIRB共同介導(dǎo)的沉積物中砷遷移轉(zhuǎn)化機(jī)制。

研究結(jié)果顯示，砷的釋放過(guò)程，主要有三個(gè)明顯的階段。第一階段，混合細(xì)菌顯著促進(jìn)了砷和鐵的釋放，并影響了第二至第三階段中As(V)的行為。第二階段，混合細(xì)菌之間的相互作用顯著阻礙了硫酸鹽還原酶的合成，減少了次生鐵礦物的形成和砷的固定。第三階段，混合微生物通過(guò)分泌大量有機(jī)酸來(lái)應(yīng)對(duì)有毒物質(zhì)的威脅，這個(gè)過(guò)程也導(dǎo)致了鐵氧化物的再分解，從而釋放大量吸附態(tài)砷。這些研究結(jié)果解釋了DIRBs和SRBs在細(xì)菌群落內(nèi)的復(fù)雜相互作用，闡明了它們?cè)谡T導(dǎo)砷的遷移和轉(zhuǎn)化中的協(xié)同作用。研究結(jié)果對(duì)于探究沉積物中砷的循環(huán)具有重要意義。同時(shí)有助于通過(guò)調(diào)節(jié)SRB或DIRB的濃度和活性來(lái)減輕砷釋放和降低相關(guān)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

Water Research是環(huán)境科學(xué)與工程領(lǐng)域公認(rèn)的兩大歷史悠久、影響力大的國(guó)際權(quán)威期刊之一，是自然指數(shù)期刊，中科院1區(qū)TOP，影響因子為11.4，屬于學(xué)校A類(lèi)期刊。近年來(lái)，學(xué)校依托化學(xué)、材料、工程等優(yōu)勢(shì)學(xué)科群，在環(huán)境與生態(tài)學(xué)科持續(xù)發(fā)表高質(zhì)量論文，有力推動(dòng)了環(huán)境與生態(tài)學(xué)科ESI進(jìn)入全球前1%，學(xué)科學(xué)術(shù)水平和國(guó)際影響力顯著提升。