酸性矿山废水混合菌群与重金属污染土壤的植物修复

污染土壤中的重金属常以相对稳定的硫化物形式存在，导致重金属的生物有效性偏低，极大地限制了植物修复技术(phytoextraction)在重金属污染土壤治理中的应用。研究表明，酸性矿山废水(acid mine drainage, AMD)中大量存在各种能氧化重金属硫化物、提高重金属生物有效性的微生物。因此，本项目拟从典型AMD中富集培养能氧化重金属硫化物的混合菌群，研究其对污染土壤中重金属硫化物的氧化作用，阐明影响氧化效率的主要因素，并分析氧化作用对污染土壤中重金属(主要是Pb、Zn、Cu、Cd)的生物有效性、迁移行为以及分布特征的影响，进而评估添加AMD混合菌液对植物修复效率的影响及潜在的生态效应，以期为利用AMD混合菌群提高植物修复效率提供理论依据。

本项目按照申请书以及计划书的研究计划执行，围绕酸性矿山废水混合菌群与重金属污染土壤的植物修复这一核心科学问题开展了一系列研究工作。首先，通过室内和田间试验，我们发现矿山废水混合菌群能显著提高污染土壤中重金属的生物有效性，增加修复植物杨桃对Cd的吸收，从而使杨桃去除Cd的效率提高43-58%。其次，通过模拟实验，我们研究了天然黄铁矿酸化不同阶段的地球化学、矿物学以及微生物学特征，并在此基础上构建了目前为止最为完整的关于黄铁矿酸化的生物地球化学模型。再次，通过室内试验，我们探究了AM真菌在植物修复中的作用，发现接种AM真菌并不能显著提高宝山堇菜对Pb和Cd的修复效率。在本项目实施的3年中，我们已经在Environmental Science & Technology、Journal of Applied Ecology、Critical Reviews in Environmental Science & Technology等环境生态学国际知名期刊发表SCI论文5篇。本项目的部分结果还需要后续一段时间进一步分析凝练和总结发表。