含砷铁(氢)氧化物矿物在沉积环境中普遍存在,砷(As)的迁移转化同时受化学及生物作用的影响,较为复杂。为探究矿业活动背景下硫酸盐还原菌(SRB)代谢活动及硫酸盐(SO42-)化学作用对水铁矿转化及As释放的影响,本研究选用普通脱硫弧菌(Desulfovibrio vulgaris, D. vulgaris)在不同SO42-负荷下开展厌氧培养实验,模拟其对含砷水铁矿转化的生物地球化学作用,分析了Fe、As溶解释放以及SO42-、乳酸根浓度变化特征,并借助XRD、SEM-EDS和XPS技术表征了矿物相、矿物形貌及表面元素化学态。结果表明:无菌条件下,SO42-对体系酸碱度和氧化还原电位的影响不显著,其对水铁矿还原及As释放的驱动作用也相对较弱。然而,在引入D. vulgaris后,SO42-作为电子受体被微生物代谢利用,促使悬液pH值降低并抑制Eh下降。微生物活动显著促进了含砷水铁矿的还原转化(最大还原速率为1.05 mg·L-1·d-1),进而驱动了Fe(II)累积与As释放。在微生物代谢与SO42-的耦合作用下,水铁矿发生相变,部分转化为磁铁矿和硫化物(FeS)。同时,矿物表面的Fe-As-O键发生解离,部分As(V)被还原为更具迁移性的As(III)。这些结果深化了对Fe、S和As在厌氧共存环境中相互作用的认识,可为矿区沉积环境As污染修复提供一定理论依据。
Zhang et al. (Sun,) studied this question.