煤系地下水硫酸盐还原菌生态及还原性水—岩体系研究

拟从黄淮地区山东、安徽、河南部分矿区选择矿井，在水文地质条件综合研究基础上，对地下水采集细菌样品后做分离、纯化培养，结合分子核苷酸序列检测手段，通过16S rDNA序列测定和系统发育类群对比，确定煤系地下水硫酸盐还原菌具体类型。通过细菌学生态因子试验分析与含水层实际环境因素对比，分析细菌与水文地质条件对应性，进行硫、碳同位素对比分析，研究含硫酸盐还原菌条件下碳、硫相变特点，并从区域剖面上研究地下水源封闭特性、水质特性与矿井富水性的对应分析，总结还原作用下的水质成分与矿区、矿井富水性关系，提出水溶C/S比的氧化还原性-充水性关系模式，指导埋藏型煤矿防治水工作。

针对煤田地下水硫酸盐差异剧烈、并有大量脱硫酸效应显现现象，通过对黄淮地区部分煤矿井下深部石炭系太原组石灰岩钻孔出水取样测定，开展脱硫酸效应分析。.采用分离纯化法，从水样分离出1株 与Desulfotomaculum guttoideum菌种基因序列相似度超过99%的典型硫酸盐还原肠状菌。揭示了煤系地下水硫酸盐还原菌(SRB)存在。.通过对矿井下二叠系山西组煤样作甲醇低温萃取，对萃余物采用气质联用GC-MS仪检测其有机成分分布，匹配出21种C11以上有机化合物。选择3种有机化合物作为细菌培养的碳源进行硫酸盐还原细菌厌氧培养试验，发现SRB细菌可有效利用2种碳源，而Naphthalene,2,6-dimethyl-未被利用。该研究在国际上首次通过试验方法揭示，煤系地层中煤的一些有机大分子化合物确实可在表生厌氧条件被地下水的硫酸盐还原菌直接代谢。.发现华北平原区上古生代煤田的低瓦斯分布区与区域性高硫酸盐地下水区高度重合，结合Kehew地下水氧化还原模型与Scott微生物次生产瓦斯理论，提出脱硫酸作用优先于产甲烷作用并抑制甲烷生成，从而证明地下水水质是影响煤层瓦斯的关键因素。已在部分国内外会议上作初步成果介绍，因论点颠覆了传统瓦斯地质观念，反响热烈，争论剧烈。准备继续扩展测试分析内容和规模，以获得有说服力的成果。.对常温下含水介质中细菌产胶体型FeS与晶体型FeS2(黄铁矿)的可转化性所做研究尚在进行，初步发现有细菌作用生成分子状硫，在细菌产胶体型FeS向黄铁矿转化中，起关键作用。可望从水文地球化学角度获得一些新的成果。