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钒是典型的氧化还原敏感金属,由于地质风化和采矿、冶炼等人类活动的影响,导致土壤和地下水中钒污染越来越严重,引起了人们的广泛关注,但地质环境中钒污染的发生过程相关研究还很少,相关修复技术研究仍很薄弱。本研究针对攀枝花地区开展了以下研究:对钒钛磁铁矿冶炼过程中产生的六种工业灰样品进行淋滤研究。发现均有不同程度的钒释放,钒铁除尘灰(VR)和粗中破除尘灰(TB)的V(V)淋出量最大分别为124.5±2.4 mg/L和31.4±2.3 mg/L,而在与土壤混合后淋出液中V(V)的浓度明显降低。同时,光照、碳源、氧气和硝酸盐影响V(V)的淋出。微生物测序表明,在所有体系中,淋滤发生后微生物群落发生明显变化,Sphingomonas,Symbiobacterium,Anaerobacillus和Gemmatimonas这四种属大量富集,其可能与V(V)的淋出和还原密切相关。通过土柱淋滤试验模拟V(V)在土壤中迁移转化的过程。发现除土壤本身的截留外,在淋滤过程中土壤微生物具有一定的V(V)固定能力,而硝酸盐的存在则弱化了土壤吸附V(V)的能力。长期淋率过程可使土壤理化指标发生明显变化,如氧化还原电位的增加、p H值的升高、有机质的减少和土壤酶的活性增加。16S r DNA分析表明,Nitrospira,Polycyclovorans和Arthrobacter在淋滤后丰度明显增加,它们可能是还原和固定V(V)的主要功能微生物。探究了V(V)微生物还原固定的可行性及与地下水中常见共存电子受体的相互作用。结果表明,NO3-在反应初期导致V(V)还原的效率明显下降,在其被去除后V(V)的还原速率恢复。Fe3+、SO42-和CO2的加入降低了V(V)还原的效率。此外,这些共存的电子受体的微生物还原过程也明显由于V(V)的存在而放缓。高通量16S r RNA基因测序分析表明,Geobacter,Longilinea,Syntrophobacter,Spirochaeta和Anaerolinea这些属在反应器中富集,这可能是这些电子受体被还原的原因。本研究所得结果可加深对钒污染发生过程、在土壤中的迁移过程和地下水钒污染的修复过程的理解,为土壤和地下水钒污染的防治和修复提供理论及技术支撑。