正文
四、BDON-NEVO影响微生物群落演替与代谢分析
| BDOM-NEVO Effects on Microbial Community Succession and Metabolic Analysis
Chao1指数表明碳源添加后物种丰富度下降,说明
微生物对碳源具有选择性
。BDOM的引入不仅增强了
协同效应
,还促进了
优势菌的富集
,使BDOM-NEVO在Cr(VI)降解中表现更优。基因功能分析显示,BDOM-NEVO显著上调
铬还原、脂质代谢、膜运输和碳水化合物代谢相关通路
,增强了微生物活性与代谢能力(图4a)。此外,关键铬还原基因(ChrA、azoR、ChrR、pta、adh)与优势菌属(
Achromobacter
、
Pseudomonas
)呈正相关,进一步表明BDOM-NEVO可
促进抗铬基因表达和菌群生长
,从而提升Cr(VI)去除效率(图4b)。
The Chao1 index showed a decrease in species richness after carbon addition, indicating microbial selectivity. BDOM enhanced synergistic effects and promoted the enrichment of dominant strains, contributing to the superior Cr(VI) removal by BDOM-NEVO. Functional gene analysis revealed significant upregulation of pathways related to chromium reduction, lipid metabolism, membrane transport, and carbohydrate metabolism (Fig. 4a). Key Cr-reducing genes (ChrA, azoR, ChrR, pta, adh) were positively correlated with dominant genera (
Achromobacter
and
Pseudomonas
), suggesting that BDOM-NEVO promotes gene expression and microbial growth, thereby enhancing Cr(VI) removal efficiency (Fig. 4b).
图4 微生物功能和基因分析图
(a)不同碳源条件下的反应途径和功能基因;(b)不同环境因素、基因、微生物属之间的相关性热图分析
Fig. 4 Microbial functional and gene analysis
(a) Reaction pathways and functional genes under different carbon source conditions;(b) Correlation heatmap analysis among different environmental factors, genes, and microbial genera.
本研究探讨了不同碳源(NEVO、BDOM 和
BDOM-NEVO
)对地下水中低浓度 Cr(VI) 自然衰减的增强效果及其机制。相比单一碳源,BDOM-NEVO显著提高了去除效率,反应速率加快,半衰期缩短。微生物生理与功能基因分析表明,BDOM-NEVO通过促进微生物生长、增强酶和电子传递活性、优化群落结构及代谢功能,有效提升了Cr(VI)的降解能力。本研究为
低浓度 Cr(VI) 地下水污染
的生物修复提供了重要参考。
This study investigated the effects and mechanisms of different carbon sources (NEVO, BDOM, and BDOM-NEVO) on the natural attenuation of low-concentration Cr(VI) in groundwater. Compared to single carbon sources, BDOM-NEVO significantly enhanced removal efficiency, increased reaction rates, and shortened half-lives. Microbial physiological and gene analyses revealed that BDOM-NEVO promoted microbial growth, enhanced enzyme and electron transfer activity, and optimized community structure and metabolism, thereby improving Cr(VI) degradation. These findings provide valuable insights for the bioremediation of low-level Cr(VI) contamination in groundwater.
中国地质大学(北京)水资源与环境学院
中国地质大学(北京)水资源与环境学院在读硕士研究生。主要研究方向为污染水文地质学。以第一作者在Environmental Technology & Innovation发表论文1篇。
中国地质大学(北京)水资源与环境学院
中国地质大学(北京)水资源与环境学院获得硕士研究生学位。主要研究方向为污染水文地质学。以共同一作在Environmental Technology & Innovation发表论文1篇。
中国地质大学(北京)水资源与环境学院
中国地质大学(北京)水资源与环境学院副教授、博导,主要从事污染水文地质学方面的研究工作,先后主持国家自然科学青年基金、面上基金、中央高校基本科研业务等项目,参加国家标准《城市污水再生利用:地下水回补水质》(GB/T 19772)的修订,生态环境部行业标准《地下水环境背景值统计表征技术指南》的编写;在Water Res.、Sci Total Environ、J Environ Manage和Environ Res等国内外知名期刊累计发表学术文章20余篇。