甘肃陇南锑矿区污染及微生物群落结构特征

作     者：赵清英 张泽民 谭昭 李文杰 潘丽波 关潇 李金花 ZHAO Qing-ying;ZHANG Ze-min;TAN Zhao;LI Wen-jie;PAN Li-bo;GUAN Xiao;LI Jin-hua

作者机构：中国环境科学研究院生态研究所北京100012 兰州大学生态学院兰州730000 中国环境科学研究院国家环境保护区域生态过程与功能评估重点实验室北京100012 

出 版 物：《环境科学》 (Environmental Science)

年 卷 期：2024年第45卷第7期

页      面：4266-4278页

核心收录：

学科分类：07[理学] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 0713[理学-生态学] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2020YFC1807704) 

主　　题：锑(Sb)矿区 Wenzel连续提取法 生态风险评估 微生物群落分析 16S rDNA高通量测序 

摘      要：锑(Sb)是有色金属矿山开采和加工中对环境造成严重威胁的重点污染物,与砷(As)的硫化物和氧化物共存.微生物对土壤中重金属的迁移转化及修复具有重要意义.目前,锑矿不同功能分区(采矿区和冶炼区)中重金属有效态对土壤微生物群落结构的生态效应仍知之甚少.为掌握不同功能分区中重金属污染特征及重金属有效态与土壤微生物群落之间的相互作用关系,采用Wenzel连续提取法和16S r DNA高通量测序技术测定了Sb和As的化学形态及微生物信息.结果表明,Wenzel连续提取后Sb和As的化学形态分布占比大小为:无定型铁铝氧化物结合态(F3)晶质铁铝氧化物结合态(F4)残渣态(F5)专性吸附态(F2)非专性吸附态(F1).潜在生态风险指数(RI)和地累积指数(Igeo)显示,Sb污染程度大小为:冶炼区采矿区对照区,冶炼区为严重污染,采矿区为中度至重度污染;As污染程度大小为:采矿区冶炼区对照区,采矿区和冶炼区均为中度至重度污染.16S r DNA高通量测序显示:Proteobacteria是采矿区与冶炼区中相对丰度最高的门,Kaistobacter、Pseudomonas、Sphingomonas和Lysobacter是采矿区与冶炼区中相对丰度最高的属;Geobacter和Luteolibacter在采矿区有较高的LDA得分,Thiobacillus在冶炼区具有较高的LDA得分.Spearman相关性、方差分解(VPA)和随机森林预测(RF)表明,Sb、As、有效态锑[Sb(Bio)]和有效态砷[As(Bio)]是影响锑矿不同功能分区中微生物群落结构的主要因子;冗余分析(RDA)显示,对属水平微生物群落结构的影响大小为:As(Bio)Sb(Bio)SbAs,Sb及Sb(Bio)和Nitrospira呈现显著负相关关系,和Thiobacillus呈现显著正相关关系(P0.05).通过深入研究重金属污染特征及重金属有效态对微生物群落结构的生态效应,可为锑矿区生态修复和生态环境管理提供参考.