微生物作用下锑在铁氧化物上的吸附与释放机制研究

锑是"新出现"的全球性有毒金属污染物，锑及锑化合物已被美国国家环保局及欧盟列为优先控制污染物，由锑引起的环境污染已逐渐引起学术界广泛关注。在前期研究中我们发现湘、黔典型锑矿区锑矿的开采给当地造成严重的锑及其它重金属污染。与其它有毒重金属如砷、汞、铅等相比，锑的生物地球化学循环，锑对生态环境的影响还不清楚。在前期工作的基础上，本项目拟以被锑污染矿山土壤为研究对象，通过研究微生物活动、铁的氧化还原、锑在铁氧化物表面的吸附与释放过程之间的相互作用，探讨锑在水合氧化铁表面的吸附机理，揭示锑矿区被污染土壤中铁还原微生物群落特征及异化铁还原的影响因素，阐明异化铁还原对锑的形态转化的影响及锑在水合铁氧化物表面释放的机制，以期揭示矿区土壤中锑的活化迁移和污染形成机制，为矿山修复与环境治理提供理论指导。

锑是“新出现”的全球性有毒金属污染物，锑及锑化合物已被美国国家环保局及欧盟列为优先控制污染物，国内外对由锑引起的环境污染问题越来越关注。针对我国西南典型锑矿区严重的锑及其伴生的有毒重金属污染问题我们进行了深入研究。前期研究发现，湘、黔典型锑矿区锑矿的开采给当地造成了严重环境污染。本项目以被锑污染矿山土壤为研究对象，通过构造“微生物-铁氧化物-锑”相互作用体系，研究微生物活动、铁的氧化还原、锑的吸附与释放过程之间的相互作用，探讨锑在水合氧化铁表面的吸附机理。研究结果表明，锑矿区土壤优势微生物氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)对Sb（III）有较好的耐受性，在含较高浓度锑的培养液中仍具有较好活性；希瓦氏菌属微生物S12(Shewanella decolorationis)体系中，含氧化还原敏感官能团结构的AQS（蒽醌-2-磺酸钠盐，C14H7NaO5S·H2O）和有机络合物EDTA（乙二胺四乙酸，C10H16N2O8）能促进铁锑的解离/解吸；在含有AQS的S12微生物体系中微生物异化还原铁的过程中可以耦合不同锑形态的转变，促进Sb(Ⅴ)发生还原转变为Sb(Ⅲ)；非生物体系中AQS和EDTA对铁锑解离/解吸的促进作用比较弱，解吸速率远低于微生物体系。研究结果阐明了锑在铁氧化物表面吸附释放机制、微生物-铁氧化物-锑相互作用规律，揭示了锑在土壤中发生迁移转化的影响因素，可为矿山修复与环境治理提供理论指导。