硫酸盐对微生物催化石门雄黄尾矿土壤中砷溶解与释放的影响

石门雄黄矿区土壤长期受到砷的严重污染,但当地常住居民仍然利用砷污染土壤种植水稻等农作物,地球化学分析显示该地区尾矿土壤中存在大量硫酸盐和不可溶性砷。为研究硫酸盐对微生物催化的尾矿土壤中砷溶解与释放过程的影响,采集了湖南石门雄黄矿区的尾矿土壤样品进行了模拟试验,利用厌氧操作技术、分子生物技术等探讨了硫酸盐如何影响微生物介导的尾矿土壤中砷的溶解与释放。石门雄黄矿区的尾矿土壤中存在能够利用乳酸盐作为唯一的电子供体,将不可溶性As(Ⅴ)转化为可溶性As(Ⅲ)的具有显著砷酸盐呼吸活性的呼吸性砷还原菌(DARPs);微生物群落结构分析显示,尾矿土壤微生物群落中存在多种DARP,它们在厌氧条件下促进了尾矿土壤中砷和铁的溶解与释放。值得注意的是,当向尾矿土壤中添加硫酸盐时,微生物催化的砷和铁的溶解与释放显著增加,同时乳酸盐和硫酸盐的含量急剧下降。进一步研究发现,硫酸盐显著增强了尾矿土壤中呼吸性砷还原酶基因的丰度,这表明人类活动中硫酸盐的使用会使当地土壤砷污染加剧。