近日，吉林大學(xué)新能源與環(huán)境學(xué)院張文靜教授團(tuán)隊(duì)在以垃圾填埋場(chǎng)為背景的地下水微生物遷移風(fēng)險(xiǎn)研究中取得重要進(jìn)展，揭示了垃圾填埋場(chǎng)地下水環(huán)境中的微生物生物風(fēng)險(xiǎn)版圖：微生物尺寸、毒性與水文過(guò)程的三重作用。研究成果以“Multi-biological risk in groundwater-surface water system under landfill stress: driven by bacterial size and biological toxicity”為題，發(fā)表在Journal of Hydrology雜志上。

在地下水系統(tǒng)中，微生物的粒徑差異和生物毒性會(huì)顯著影響其遷移潛力及生物風(fēng)險(xiǎn)水平。然而，長(zhǎng)期以來(lái)，微生物群落中有關(guān)細(xì)菌粒徑及毒力多樣性的研究仍顯不足，導(dǎo)致地下水生物風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估存在一定局限性與偏差。與此同時(shí)，地表-地下水相互作用所帶來(lái)的水文復(fù)雜性、空間變異性及病原體傳播的隱蔽性，也加劇了微生物在多孔介質(zhì)中遷移機(jī)制的不確定性。研究團(tuán)隊(duì)聚焦典型山地型城市填埋場(chǎng)，結(jié)合水文地質(zhì)學(xué)、環(huán)境微生物學(xué)和生物信息學(xué)等技術(shù)手段，構(gòu)建了空間-水文-微生物三重耦合視角，系統(tǒng)考察了微生物尺寸對(duì)其在地表-地下水系統(tǒng)中遷移水平與生物風(fēng)險(xiǎn)的影響及其驅(qū)動(dòng)機(jī)制。

結(jié)果表明，不同粒徑的微生物在遷移路徑與空間分布方面表現(xiàn)出顯著差異：小尺寸微生物群落在地下水和土壤中沿水流方向呈現(xiàn)出明顯的污染源響應(yīng)趨勢(shì)，遷移能力強(qiáng)，影響范圍大；而大尺寸微生物群落則相對(duì)穩(wěn)定，與原生微生物群落相似性較高，遷移性較弱。水力條件分析結(jié)果顯示，地下水動(dòng)力學(xué)是小尺寸微生物空間分布的主導(dǎo)驅(qū)動(dòng)因素。值得注意的是，小尺寸微生物中攜帶的毒力基因豐度更高，且多集中于“入侵型”功能表達(dá)，進(jìn)一步驗(yàn)證了其在地下水系統(tǒng)中的高風(fēng)險(xiǎn)特征。降雨事件后，河流水體中菌落結(jié)構(gòu)與地下水趨于一致，突顯了地表-地下水耦合體系中微生物“隱性”交換的存在。

本研究揭示了微生物尺寸在遷移潛力與生物風(fēng)險(xiǎn)中的核心作用機(jī)制，為填埋場(chǎng)影響區(qū)地下水系統(tǒng)的生物風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與分區(qū)防控提供了理論支撐與科學(xué)依據(jù)，對(duì)提升填埋場(chǎng)環(huán)境管理與地下水資源安全保障具有重要參考價(jià)值。

文章第一作者為吉林大學(xué)新能源與環(huán)境學(xué)院博士研究生柴娟芬，通訊作者為吉林大學(xué)新能源與環(huán)境學(xué)院張文靜教授和張大奕教授。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目的資助。

原文鏈接：Multi-biological risk in groundwater-surface water system under landfill stress: Driven by bacterial size and biological toxicity - ScienceDirect