河套平原不同深度高砷地下水硫酸盐还原菌群落分布特征及环境意义

作者:成语; 宋腾龙; 田雪歌; 王艳红

关键词: 高砷地下水 硫酸盐还原菌 dsrB基因 高通量测序 qPCR

发布时间:2022-05-19 19:14

[目的]探讨不同深度高砷含水层硫酸盐还原菌的组成、群落组成和多样性差异,结合硫酸盐硫同位素等水化参数,揭示不同深度高砷地下水中硫酸盐还原菌的分布特征及其环境意义。[方法]以我国典型的高砷地下水分布区河套平原为研究区,采集不同深度含水层中的高砷地下水样品,测定其水化参数。用qPCR对样品的16S rRNA基因和DSRB基因进行定量。通过DSRB基因的高通量测序分析硫酸盐还原菌群落,并将DSRB基因的相对多样性、群落组成和多样性与水合因子相结合,进行统计分析。[结果]基于DSRB基因的定量结果表明,高山地下水中DSRB基因含量高于深层地下水。在高山地下水中,DSRB基因与CH4浓度显著正相关,34s-so42-与CH4浓度显著正相关。在深部富砷地下水中,DSRB基因具有显著的与SO42浓度、DOC浓度呈正相关。高通量测序结果表明,深层地下水中硫酸盐还原菌的多样性显著高于深层地下水中硫酸盐还原菌的多样性。研究区硫酸盐还原菌可分为264个OTU,主要包括脱硫菌目、硝化螺旋菌目、红螺旋菌目和共营养菌目等10个目。丰度不同种类的硫酸盐还原菌之间存在一些差异,以及影响丰度深层和高山地下水的环境因素。高山地下水中氮旋菌的相对数量与ast浓度和34s-so42-eiffel塔有关,表明氮旋菌在硫酸盐还原菌中对高山地下水中砷迁移转化的重要作用。RDA结果表明,ast浓度、CH4浓度和Fe2+浓度是控制研究区地下水中硫酸盐还原菌分布的关键环境因素。[结论]深层和高寒高砷地下水中硫酸盐还原菌的多样性、种类组成和多样性存在显著差异,受不同水化参数的影响。