矿区土壤与地下水中铁锰菌群分布规律及成因解析

摘要：

针对大量煤矿区地下水环境和土壤中铁锰富集的现象,采用16S rDNA联合DGGE分子生物学方法测定某矿区煤层-潜层地下水-土壤层微生物的垂向分布规律和生活区-矿区边界-核心采矿区中微生物的横向分布规律,与铁锰离子浓度分布进行对比分析,研究铁锰细菌不同种属在空间上的变化规律,揭示区域地下水环境和土壤环境质量铁锰超标的水文地质原因与变化规律.最后通过两个月的铁锰溶液室内驯化实验,全面分析矿区铁锰细菌的生物多样性与种属分类特征.结果 显示,矿区地下水中铁锰细菌有硫细菌(Chloroflexi bacterium)、芽孢杆菌(Psychrodurans)、假单胞菌(Pseudomonas),微生物优势条带检出结果表明煤层品位越高的区域铁锰细菌所占比例越高,同时说明铁锰微生物的分布与铁锰元素的分布正向相关.煤层中铁锰细菌优势明显,占到84％左右.矿区土壤中铁锰细菌亦为优势种群,但占比远低于煤层中.非煤区土壤中铁锰细菌则优势不明显,仅占土壤优势菌群的20％.且在核心采区煤层水中发现了兼性菌——绿弯菌门(Chloroflexus),说明长期疏干煤层地下水改变了煤层微生物种群,使得微生物的多样性发生变化.室内驯化实验,得到4种均为芽孢杆菌菌属(Bacillus)的铁锰优势菌,对铁锰离子浓度耐受性较强并且能够进行生物富集,具有成为土壤修复工程菌的潜质.本研究可为矿区土壤与地下水铁锰污染治理提供一定的理论指导.

关键词：微生物群落、铁锰污染、土壤修复、铁锰细菌

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资助基金：国家自然科学基金41303059

在线出版日期：2021-07-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共16页

页码：1464-1479