恒河上游平原砷污染含水层中土著亚砷酸盐氧化细菌的地球化学与生物修复启示

《ACS ES&T Water》：Geochemistry and Bioremediation Implications of Indigenous Arsenite-Oxidizing Bacteria from Arsenic-Contaminated Aquifers of the Upper Ganga Plain

　　

摘要

拉克萨尔（Laksar）位于哈里德瓦尔（Haridwar）的上恒河平原，是一个农业集约化地区，最近报道称该地区地下水受到砷（As）污染。对拉克萨尔全境进行了季节性调查，以评估浅层非承压地下水含水层的地球化学和微生物学特征。地下水中总砷浓度范围为 3.5 至 78 μg L^–1，经常超过饮用水允许限值。含水层的氧化还原条件随季节变化，但总体上保持氧化性，平均值为 216 ± 167 mV。砷浓度未显示出显著的季节性变化（p = 0.369），表明主要受局部特定地点的水地球化学条件控制（σ² = 0.80）。几种本土异养菌株表现出对高浓度 As(III)（约 10.3 mM，约 1 g L^–1）的耐受性，并具有氧化 As(III) 的潜在能力。基于 16S rRNA 基因分析，潜在的 As(III) 氧化菌株属于 Acinetobacter、Stenotrophomonas、Bacillus、Rhodococcoides、Brevundimonas 和 Nocardioides 属。在合成模拟地下水条件下，所选 As(III) 氧化菌株的归一化生物量速率在 ～0.1 至 0.6 mM As(III) mg^–1 d^–1 之间变化。我们的研究结果重要地强调了在模拟地下水条件下，本土 As(III) 氧化菌株对于制定特定地点且可持续的生物修复策略的意义。