广东省科学院生态环境与土壤研究所研究员孙蔚旻团队联合暨南大学副教授张苗苗、湖南农业大学讲师任佑华等合作者，以寡营养钒矿尾矿为研究对象，成功揭示了其中硫代硫酸盐驱动钒衰减的机制。近日，相关成果发表于《环境污染》（Environmental Pollution）。

硫代硫酸盐氧化耦联五价钒酸盐还原的代谢途径。研究团队供图

钒是一种广泛存在的过渡金属元素。高浓度的五价钒酸盐具有较高的溶解性和细胞毒性，对周边生态系统与人类健康构成显著威胁。钒矿尾矿库是环境中钒污染的主要来源之一。在微生物介导的钒还原过程中，五价钒酸盐可被还原为溶解度较低、毒性较弱的四价钒并发生沉淀，这是实现尾矿区钒自然衰减的关键途径。

论文第一作者张苗苗介绍，以往研究多关注以有机物为电子供体的异养钒还原过程，但尾矿环境通常处于寡营养状态，缺乏充足的有机碳源。相比之下，尾矿中广泛存在硫代硫酸盐等无机硫化物，其作为无机电子供体驱动尾矿自养型钒还原的作用机理与生态效应，仍缺乏系统认识。

基于上述背景，研究团队提出：寡营养沉积环境中可能存在“硫代硫酸盐驱动的钒酸盐还原”过程。通过微宇宙培养实验、DNA稳定同位素探针技术（DNA-SIP）及宏基因组学分析等手段，团队对该过程进行了系统验证与解析。

研究发现，添加硫代硫酸盐的微宇宙培养体系中，五价钒酸盐浓度显著下降，并伴随四价钒的生成；而未添加硫代硫酸盐的对照组中，钒还原作用微弱。这表明硫代硫酸盐作为无机电子供体，能有效促进尾矿中微生物介导的钒酸盐还原过程。结合DNA-SIP与宏基因组分析，研究进一步鉴定出参与该过程的活跃微生物类群，并通过分箱分析构建了核心功能微生物的基因组，揭示了其利用硫代硫酸盐氧化耦合五价钒酸盐还原的代谢途径。

该研究揭示了寡营养矿山尾矿中硫代硫酸盐驱动钒自然衰减这一关键生物地球化学过程，拓展了对寡营养环境下重金属微生物转化机制的认识。研究结果表明，在评估和管理尾矿重金属污染风险时，除传统有机质驱动途径外，应高度关注尾矿内源性无机电子供体（如硫代硫酸盐）对钒等重金属迁移转化的驱动作用。这同时也为寡营养环境的重金属污染修复提供了新思路。

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.envpol.2026.128368