紫金山铜矿酸性矿山废水微生物群落多样性
发布时间：2021-06-06 00:34
【背景】为避免环境污染,酸性矿山废水需经处理后才能排放,处理后的废水理化性质会发生显著变化,将影响整个微生物群落的结构。【目的】分析处理前后的细菌和真菌群落变化及其与理化参数的关系,为矿山废水的处理提供参考指标,并为矿山污染场地的修复提供理论基础。【方法】采集福建紫金山铜矿的酸性矿山废水并测定其理化性质。采用基于原核微生物16S rRNA基因V4区和真菌18S rRNA基因ITS的高通量测序技术分析水样的微生物群落结构。【结果】经中和处理后的回水与矿坑水和生物浸出液相比,pH升高,重金属离子含量显著降低。原核微生物的多样性高于真菌,回水的物种多样性高于矿坑水和浸出液。回水中变形菌门的丰度最高,矿坑水和浸出液中分别以广古菌门和硝化螺菌门的丰度最高。回水中噬氢菌属为优势类群,矿坑水和浸出液中的优势菌是钩端螺旋菌属,铁质菌属等古菌也有一定的比例。pH、Al、Mn、Zn与回水中相对丰度较高的菌属显著相关,而矿坑水和浸出液中的高丰度类群与环境因子没有显著的相关性。【结论】研究表明酸性废水的中和沉淀处理对微生物群落产生了较大的影响,微生物群落变化可以作为矿山酸性废水污染处理效果的一个参考指标。
【文章来源】：微生物学通报. 2020,47(09)北大核心CSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
样品在门水平上的原核微生物群落结构
从属水平(图2)看，回水中丰度最高的是噬氢菌属(Hydrogenophaga)，比例为29.6%，其次为硫幡菌属(Thiovirga,12.4%)和新鞘脂菌属(Novosphingobium,10.8%)。典型极端嗜酸菌的丰度很低，如酸硫杆菌属(Acidithiobacillus,0.23%)、嗜酸菌属(Acidiphilium,0.63%)和硫化杆菌(Sulfobacillus,0.45%)，但是钩端螺旋菌(Leptospirillum)有较高的丰度(3.5%)。矿坑水中钩端螺旋菌是优势菌(31.8%)，古菌的比例较高，属于古菌的A-plasma、铁质菌属(Ferroplasma)和酸质菌属(Acidiplasma)的丰度分别为16.3%、6.2%和1.3%。值得注意的是，一种Unclassified Ferroplasmaceae的相对丰度达到17.02%，表明该水样中可能存在新的Ferroplasmaceae物种。古菌在矿坑水中的比例较高，可能是因为古菌如铁质菌属等对p H的耐受性很强[16]。此外，酸硫杆菌也有较高的比例，相对丰度为7.5%。与矿坑水相似，浸出液中的优势菌也是钩端螺旋菌属，但是相对丰度更高，为50.9%。钩端螺旋菌属在很多酸性矿山废水中都是优势类群[17]。嗜酸菌属的相对丰度为16.1%，硫化杆菌(Sulfobacillus)为10.4%。A-plasma (6.9%)、铁质菌属(3.1%)和酸质菌属(1.9%)也有一定的比例，但是酸硫杆菌属的比例极低(0.07%)。2.4 真菌群落结构组成
水样的真菌群落结构组成见图3和图4。从门水平(图3)看，3组样品的差别不明显，子囊菌门(Ascomycota)为绝对优势类群，在3组样品中的丰度分别为98.2%、99.4%和98.9%，可能是因为Ascomycota对酸性环境的耐受较强。从属水平(图4)看，回水和矿坑水及浸出液的真菌群落结构差别较大。回水中相对丰度最高的为曲霉属(Aspergillus,54.6%)，其次为轮枝菌属(Verticillium,23.1%)，而顶囊壳属(Gaeumannomyces,2.8%)、外瓶霉属(Exophiala,1.6%)和青霉属(Penicillium,1.1%)也有一定的比例，其他属的物种相对丰度均在1%以下。在矿坑水中，未培养真菌的相对丰度很高，其中Unclassified Trichocomaceae为优势类群，其相对丰度达到64.1%，而来自Eurotiales的未培养真菌相对丰度为26.7%。曲霉和青霉的相对丰度分别为4.3%和1.0%。浸出液中，青霉为优势类群，相对丰度为61.8%；其次为Unclassified Coniochaetales，相对丰度为35.4%，其他类群的相对丰度均很低。图4 样品在属水平上的真菌群落结构
【参考文献】：
期刊论文
[1]酸性矿山废水对稻田土壤微生物菌群结构的影响[J]. 丁翠,李琦,郭楚玲,汪涵,曾宇飞,卢桂宁,党志. 环境科学学报. 2019(09)
[2]山西左云县采煤区人工湿地冬季沉积物细菌群落多样性[J]. 程丽芬,樊兰英,张欣,马学文,杨斌,郑军,芦冬涛. 微生物学通报. 2019(12)
[3]中国微生物组计划:机遇与挑战[J]. 刘双江,施文元,赵国屏. 中国科学院院刊. 2017(03)
[4]安徽某铁矿酸性矿山废水中真核生物的群落结构特征[J]. 张丽娜,郝春博,王丽华,李思远,冯传平. 微生物学报. 2012(07)
[5]酸性矿山废水研究的现状及展望[J]. 丛志远,赵峰华. 中国矿业. 2003(03)
本文编号：3213222
【文章来源】：微生物学通报. 2020,47(09)北大核心CSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
样品在门水平上的原核微生物群落结构
从属水平(图2)看，回水中丰度最高的是噬氢菌属(Hydrogenophaga)，比例为29.6%，其次为硫幡菌属(Thiovirga,12.4%)和新鞘脂菌属(Novosphingobium,10.8%)。典型极端嗜酸菌的丰度很低，如酸硫杆菌属(Acidithiobacillus,0.23%)、嗜酸菌属(Acidiphilium,0.63%)和硫化杆菌(Sulfobacillus,0.45%)，但是钩端螺旋菌(Leptospirillum)有较高的丰度(3.5%)。矿坑水中钩端螺旋菌是优势菌(31.8%)，古菌的比例较高，属于古菌的A-plasma、铁质菌属(Ferroplasma)和酸质菌属(Acidiplasma)的丰度分别为16.3%、6.2%和1.3%。值得注意的是，一种Unclassified Ferroplasmaceae的相对丰度达到17.02%，表明该水样中可能存在新的Ferroplasmaceae物种。古菌在矿坑水中的比例较高，可能是因为古菌如铁质菌属等对p H的耐受性很强[16]。此外，酸硫杆菌也有较高的比例，相对丰度为7.5%。与矿坑水相似，浸出液中的优势菌也是钩端螺旋菌属，但是相对丰度更高，为50.9%。钩端螺旋菌属在很多酸性矿山废水中都是优势类群[17]。嗜酸菌属的相对丰度为16.1%，硫化杆菌(Sulfobacillus)为10.4%。A-plasma (6.9%)、铁质菌属(3.1%)和酸质菌属(1.9%)也有一定的比例，但是酸硫杆菌属的比例极低(0.07%)。2.4 真菌群落结构组成
水样的真菌群落结构组成见图3和图4。从门水平(图3)看，3组样品的差别不明显，子囊菌门(Ascomycota)为绝对优势类群，在3组样品中的丰度分别为98.2%、99.4%和98.9%，可能是因为Ascomycota对酸性环境的耐受较强。从属水平(图4)看，回水和矿坑水及浸出液的真菌群落结构差别较大。回水中相对丰度最高的为曲霉属(Aspergillus,54.6%)，其次为轮枝菌属(Verticillium,23.1%)，而顶囊壳属(Gaeumannomyces,2.8%)、外瓶霉属(Exophiala,1.6%)和青霉属(Penicillium,1.1%)也有一定的比例，其他属的物种相对丰度均在1%以下。在矿坑水中，未培养真菌的相对丰度很高，其中Unclassified Trichocomaceae为优势类群，其相对丰度达到64.1%，而来自Eurotiales的未培养真菌相对丰度为26.7%。曲霉和青霉的相对丰度分别为4.3%和1.0%。浸出液中，青霉为优势类群，相对丰度为61.8%；其次为Unclassified Coniochaetales，相对丰度为35.4%，其他类群的相对丰度均很低。图4 样品在属水平上的真菌群落结构
【参考文献】：
期刊论文
[1]酸性矿山废水对稻田土壤微生物菌群结构的影响[J]. 丁翠,李琦,郭楚玲,汪涵,曾宇飞,卢桂宁,党志. 环境科学学报. 2019(09)
[2]山西左云县采煤区人工湿地冬季沉积物细菌群落多样性[J]. 程丽芬,樊兰英,张欣,马学文,杨斌,郑军,芦冬涛. 微生物学通报. 2019(12)
[3]中国微生物组计划:机遇与挑战[J]. 刘双江,施文元,赵国屏. 中国科学院院刊. 2017(03)
[4]安徽某铁矿酸性矿山废水中真核生物的群落结构特征[J]. 张丽娜,郝春博,王丽华,李思远,冯传平. 微生物学报. 2012(07)
[5]酸性矿山废水研究的现状及展望[J]. 丛志远,赵峰华. 中国矿业. 2003(03)
本文编号：3213222
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