砷（As）是一種有毒類金屬。含砷硫化物礦物的溶解使得溶解態(tài)的As和S通過水流迅速擴(kuò)散到更廣泛的地區(qū)并污染周圍環(huán)境，進(jìn)而威脅人類健康。雄黃(As4S4)和雌黃(As2S3)都是常見的含砷硫化物礦物。過去關(guān)于微生物介導(dǎo)的含砷硫化物礦物氧化溶解的研究往往集中在酸性條件下，然而，在中性條件下，微生物活動(dòng)對雌黃和雄黃氧化溶解的貢獻(xiàn)仍然未知。

近日，廣東省科學(xué)院生態(tài)環(huán)境與土壤研究所孫蔚旻研究員團(tuán)隊(duì)對中性水生條件下微生物介導(dǎo)的雌黃和雄黃的氧化溶解過程進(jìn)行了探究，利用DNA-SIP和宏基因組分箱確定了硫桿菌屬（Thiobacillus）和根瘤菌屬（Rhizobium）為參與該氧化溶解過程的關(guān)鍵微生物。研究團(tuán)隊(duì)利用從尾礦中分離的砷、硫氧化根瘤菌Rhizobium?sp. AsSb1作為模型菌株探究雌黃、雄黃生物氧化溶解機(jī)理，選取了石門雄黃礦區(qū)的尾礦池底泥作為接種物構(gòu)建穩(wěn)定同位素示蹤微宇宙培養(yǎng)體系，鑒定驅(qū)動(dòng)雌黃、雄黃溶解的關(guān)鍵功能菌。

雌黃、雄黃生物氧化溶解過程

研究發(fā)現(xiàn)，雌黃、雄黃初步從礦物表面溶解釋放As(III)和S2-主要為非生物過程，而微生物可能通過加速溶解態(tài)As(III)和S?2?的氧化驅(qū)動(dòng)溶解過程正向發(fā)生，進(jìn)而促進(jìn)雌黃和雄黃的礦物溶解。DNA-SIP結(jié)果表明Thiobacillus和Rhizobium為介導(dǎo)雌黃和雄黃溶解的潛在功能微生物。宏基因組結(jié)果表明Thiobacillus和Rhizobium均編碼有砷氧化基因aioAB以及一系列驅(qū)動(dòng)硫氧化過程的SOX家族基因，進(jìn)一步證實(shí)其促進(jìn)雌黃、雄黃氧化溶解的潛能。

相關(guān)研究成果發(fā)表于環(huán)境領(lǐng)域著名學(xué)術(shù)期刊Water Research（IF=12.8），孫曉旭副研究員與博士生黃端儀為論文共同第一作者。

https://doi.org/10.1016/j.watres.2024.121163

供稿：省科學(xué)院土壤環(huán)境所

撰稿：黃端儀

審稿：黃丹??李芳柏??羅璇

校稿：徐超??肖捷??章震