SRB与SOB协同硫循环介导的Cd2+生物固定化机制及其生态修复应用

本研究针对水体镉污染治理难题，创新性地解析了硫酸盐还原菌(SRB)与硫氧化菌(SOB)协同驱动的双向硫循环对Cd2+形态转化的调控机制。通过多组学分析证实Enterobacter quasihormaechei可高效将Cd2+固定为CdS（7天效率达75%），而Pseudomonas protegens通过补充SO42?维持SRB活性，形成可持续的硫循环-镉稳定化系统，为重金属污染治理提供了新型生物修复策略。

　　

镉污染是当前全球面临的重大环境挑战，其在水体中的迁移转化直接威胁生态系统安全和人类健康。传统物理化学修复方法存在成本高、易造成二次污染等缺陷，而微生物介导的重金属形态调控因其环境友好特性备受关注。尽管硫酸盐还原菌(SRB)的镉固定化作用已被广泛研究，但硫循环系统中SRB与硫氧化菌(SOB)的协同作用机制仍是未解之谜。

中国某研究机构团队在《Science of The Total Environment》发表的研究，首次揭示了Enterobacter quasihormaechei（SRB）与Pseudomonas protegens（SOB）通过建立"硫供给-镉固定"双向循环实现镉的持续稳定化。研究人员采用16S rRNA基因测序进行菌种鉴定，结合X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和扫描电镜/能谱(SEM/EDS)分析CdS形成过程，通过氧化还原电位(Eh)监测和硫价态定量分析阐明硫循环路径。

【Isolation, identification, and growth characteristics】从四川绵阳污水处理厂样品中分离的E. quasihormaechei在18小时进入对数生长期，在pH 7.0-7.5时展现最佳还原活性，其生长曲线符合典型SRB特征。【Analysis of bacterial growth characteristics】该菌在40 mg/L Cd²⁺胁迫下通过上调还原酶基因表达，7天内将75%的Cd²⁺转化为CdS晶体，XRD图谱显示产物为立方晶系闪锌矿结构。【Conclusions】研究发现SOB（P. protegens）仅溶解18%的CdS，同时将S^2?重新氧化为SO₄^2?，形成SO₄^2?:S^2?=2:1（还原）和S^2?:SO₄^2?=1.29:1（氧化）的稳态循环，实现SRB与SOB的底物互供。

该研究突破性地构建了"SRB固定Cd²⁺→SOB再生硫底物"的生态闭环系统，阐明微生物协同作用下的硫-镉耦合机制。相比单一菌种处理，该体系使CdS稳定性提升4倍，为开发基于微生物群落调控的重金属污染修复技术提供了理论依据和实践范式，对实现《水污染防治行动计划》目标具有重要应用价值。