第八届青年地学论坛

       铬是土壤和地下水中常见的重金属污染物，通常以三价和六价两种稳定态存在，其中六价铬是I类致癌物，而三价铬毒性很低，所以自然界中铬的转化备受关注。

       微生物群落在铬转化中起到重要作用，一方面可以直接还原六价铬，另一方面可以通过调节还原性铁、硫、有机物或锰氧化物的产生和消耗来间接调控铬的还原或氧化。为了探究微生物群落对铬转化的具体影响机制，我们在厌氧条件下开展了批实验，探究了天然土壤中由微生物调控的多元素耦合机制，并用分子生物学的手段对微生物群落进行了分析，最后用构建的动力学模型定量描述了微生物调控的多元素地球化学过程对铬转化的影响。

       实验结果表明，微生物调控的碳、氮、铁、锰等元素直接或间接影响着铬的转化。微生物氧化有机碳还原的Fe(II)是六价铬的主要还原剂，而硝酸根和亚硝酸根通过与Fe(III)竞争电子抑制Fe(II)的产生从而间接影响铬的转化。当硝酸根与亚硝酸根被耗尽后，溶液中Fe(II)浓度和由分步提取法得到的三种固相Fe(II)浓度迅速增加，我们建立的基于过程的模型可以较好地拟合不同相态Fe(II)含量的变化，以及Fe(II)还原Cr(VI)的速率变化。根据模型结果，我们发现三种固相Fe(II)的活性随着溶液中Fe(II)浓度的增加而有规律的增长，当溶液态Fe(II)含量越高时，固相Fe(II)的还原活性就越强。此结果对描述和预测扰动环境中Cr(VI)的反应迁移过程具有重要意义。
 

微生物；铬转化；硝酸根；铁还原