《黄铁矿矿区附近受污染的沉积物中微生物群落的反应及与铊的相互作用》

  • 来源专题:农业立体污染防治
  • 编译者: 季雪婧
  • 发布时间:2019-03-27
  • 铊(Tl)是公认的危险重金属,具有非常高的毒性。它通常聚集在硫化物矿物中,如黄铁矿(FeS2),闪锌矿(ZnS),黄铜矿(CuS)和方铅矿(PbS)等。本研究旨在通过16S rRNA基因序列分析来研究不同铊污染(1.8-16.1mg / kg)水平的典型沉积物表面土著微生物群落,这些沉积物的铊污染是由于含有活性铊的华南黄铁矿矿区酸性矿井排水造成的。研究发现超过50个细菌类群和1个古生菌类群。基因系列属于Ferroplasma、螺菌属、Ferrovum、Metallibacterium (变形菌门的一种)、硫杆菌属,在所有相对高的铊污染序列库中,Sulfuriferula展示出了高的相对丰度。典型的相关分析进一步揭示了该区域整个微生物群落的结构主要由铊的地球化学分馏和pH和Eh等地球化学参数来构建。斯皮尔曼等级相关分析表明嗜酸性铁代谢物种和Tltotal、Tlxi及Tlres之间存在高度的正相关。该发现阐明了这些微生物种系在铊的生物地球化学循环中的潜在角色,这可能有助于开发铊污染沉积物的现场生物修复技术。

相关报告
  • 《微生物群落是淡水沉积物铜污染的敏感指标》

    • 来源专题:农业立体污染防治
    • 编译者:季雪婧
    • 发布时间:2019-03-11
    • 人为活动如采矿和农业,导致许多淡水系统的铜浓度升高。尽管这种污染的普遍存在以及原核生物的重要生态功能,但只有三项研究调查了原核生物群落对淡水沉积物中铜浓度的反应。为了解决这个问题,目前的研究调查了这些群落加入不同铜浓度的室外中型生物群中。我们利用下一代高通量测序技术及其功能,利用叶类似物诱饵和单一碳源利用法生态板进行群落的生理分析,对分类水平的原核生物群落进行了分析。通过DNA和RNA 16S核糖体RNA基因(rRNA)分析确定,仅含有46mg /kg铜的沉积物与对照相比具有明显不同的微生物群落。除此之外,沉积物群落显示铜在高铜条件下的碳底物利用率大大降低,而叶类似物上的群落也与对照池塘的群落不同。鉴于原核生物在包含碳循环的生态系统过程中的重要作用,这些变化可能具有很大的生态相关性,并且远远低于国际监管机构使用的“低风险”沉积物质量准则值(SQGV)。
  • 《沉积物有机污染修复中微生物功能基因相互作用研究取得新进展》

    • 来源专题:长江流域资源与环境知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:changjiang
    • 发布时间:2017-11-03
    • 发布时间:2017-09-06 大 中 小 打印 关闭   微生物电化学技术作为一种新型、高效的湖泊污染物修复工艺,因具有加快沉积物中毒性有机污染物去除,尤其是对高分子量、强毒性、难降解的有机污染物的分解去除效果更为显著的特点而受到广泛重视。然而,目前其强化降解机理的认识还不清楚。   中国科学院南京地理与湖泊研究所江和龙课题组的晏再生副研等研究人员与美国俄克拉荷马大学环境基因组研究所等单位合作,在微生物功能基因相互作用强化沉积物中苯并 (a)芘的降解研究方面取得新进展。 通过 970天的连续运行试验,结合微生物功能基因芯片 GeoChip技术分析,表明微生物电化学作用强化了沉积物内具有电子转移功能的细胞色素 C基因( c-type cytochrome genes)的富集,富集的微生物菌群同样能够厌氧降解多环芳烃( PAHs)。与此同时,沉积物内部参与污染物修复的芳香烃降解基因( aromatic degradation genes)和胞外木质素降解酶( extracellular ligninolytic enzymes)的丰度明显提高,而且这些功能基因大部分来自具有复合代谢功能的微生物。   应用基于随机矩阵理论方法构建分子生态学网络模型,发现微生物电化学作用下沉积物微生物群落物种间作用网络更加紧密,特别是毒性污染物降解和有机碳分解转化的功能基因有显著相关性。多样统计方法分析也进一步表明沉积物的总碳和腐殖酸含量是影响和决定微生物群落结构和功能的主要环境因子。因此,沉积物内功能基因的紧密作用导致了易氧化有机碳和腐殖酸的产生,进而有助于提高苯并 (a)芘的生物有效性,从而加快其降解速率。   本研究阐明了强化胞外电子传递条件下湖泊沉积物内微生物代谢网络结构的响应特征,将有助于发展基于微生物群落代谢途径调控的湖泊污染生物修复技术以及实现工艺优化。上述成果以“ Interconnection of Key Microbial Functional Genes for Enhanced Benzo[a]pyrene Biodegradation in Sediments by Microbial Electrochemistry”发表在环境科学主流期刊 Environmental Science & Technology上。   该项工作得到了国家自然科学基金和中国科学院创新交叉团队等项目资助。   论文链接: http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.est.7b0020