基于硫酸盐还原菌的含镉酸性矿山废水的治理及微生物群落特征

酸性矿山废水(AMD)危害是采矿业面临的最严重的环境问题之一。利用硫酸盐还原菌(SRB)处理AMD是一种低碳、绿色、经济,具有广阔应用前景的技术。本文从煤矿煤层水中富集到一组硫酸盐还原菌群(SRBs),进行高通量测序后发现具有硫酸盐还原能力的是脱硫弧菌属(Desulfovibrio)、脱硫弯曲孢菌属(Desulfosporosinus)、脱硫生孢菌属(Desulfurispora)。探究了SRBs在不同初始Cd2+浓度下的生长、硫酸盐还原和Cd2+的去除情况,及在不同重金属浓度的模拟AMD中微生物群落的特征。结果表明,随着Cd2+浓度的增加,OD600逐渐降低,SO42-和Cd2+的去除率也逐渐降低。当Cd2+浓度为5 mg/L时,OD600、SO42-和Cd2+的去除率均达到最大,分别为0.706、100%和100%。利用高通量测序研究SRBs处理不同重金属浓度的矿山酸性废水中微生物群落特征表明,一定范围内,重金属离子浓度的增加并不会显著改变该SRBs的群落结构,该SRBs具有较好的重金属耐受性。此外,微生物相关性网络分析表明,具有硫酸盐还原能力的菌属脱硫弯曲孢菌属(Desulfosporosinus)、脱硫弧菌属(Desulfovibrio)、脱硫生孢菌属(Desulfurispora)与其他菌属共同促进硫酸盐还原过程的发生。因此,该SRBs具有良好的硫酸盐还原能力和重金属耐受性,可用于含重金属酸性矿山废水的治理。