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近日，南開大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院/碳中和交叉科學(xué)中心周啟星教授團隊在Nature旗下地球和環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域國際知名學(xué)術(shù)期刊《通訊地球與環(huán)境》（Communications Earth & Environment）上發(fā)表題為“Biogeochemical coupling of C/Fe in oil-polluted wetlands associated with iron reduction”的研究論文。
該研究通過對勝利油田和大港油田87個濱海濕地樣本的宏基因組分析，揭示了異化鐵還原（Dissimilatory Iron Reduction, DIR）對濱海油污染濕地微生物群落演替、碳循環(huán)及污染降解的關(guān)鍵作用（見下圖）。研究發(fā)現(xiàn)，DIR過程促進(jìn)了石油烴類化合物降解，并增強了微生物電子傳遞，其中地桿菌Geobacter等電活性微生物在Fe(III)還原和碳轉(zhuǎn)化中發(fā)揮核心作用。實驗室模擬結(jié)果表明，外源鐵氧化物和Geobacter的聯(lián)合強化能夠加速污染物降解，使有機結(jié)合態(tài)鐵向碳酸鹽結(jié)合態(tài)鐵轉(zhuǎn)化，同時顯著減少38-40%的甲烷排放，從而優(yōu)化濕地碳流調(diào)控機制。
圖為對來自勝利（樣品編號 S1#–S44#）和大港油田（樣品編號 D1#–D43#）的87個受油污染濕地樣本進(jìn)行的微生物生態(tài)調(diào)查
本研究首次提出并驗證了石油污染濕地中DIR過程與Fe氧化物穩(wěn)定化的協(xié)同作用，建立了石油烴降解-鐵形態(tài)轉(zhuǎn)化-甲烷減排的耦合調(diào)控框架，為石油污染土水環(huán)境的生態(tài)修復(fù)提供了長期可持續(xù)的調(diào)控策略。
南開大學(xué)為論文第一作者單位，張曉林博士為論文第一作者，周啟星教授為論文通訊作者。本研究得到了國家重點研發(fā)計劃及南開大學(xué)碳中和交叉科學(xué)中心的資助。