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广西典型有色金属矿区的复合污染已对周边生态环境构成严重威胁,但如何利用微生物开展原位矿化修复仍是一项全球性的挑战。本研究针对4座现役和9座闭库的复合污染尾矿库以及3到3 1年不同闭库时间的7座自然修复尾矿环境中细菌群落的分布特征,并对某Pb-Zn尾矿库开展微生物原位矿化修复示范试验,主要结论如下:尾矿贫营养环境中,As、Cd、Pb等重金属含量均超过土壤环境质量标准限值几十倍甚至上百倍;有机污染物主要涵盖了多环芳烃、多氯联苯等持久性有机污染物。现役尾矿中特殊菌群为具有金属酶结合位点的Arenimonas,而闭库尾矿库中特殊菌群为降解有机物的Latescibacteria以及硫铁代谢菌属。尾矿经自然修复,闭库15年的尾矿处于酸化早期阶段,闭库时间大于23年时尾矿会逐渐酸化至极端酸性(pH=2),且重金属酸浸出量逐渐上升,在闭库31年时砷元素的酸浸出量高达29.3 mg kg-1。而特殊菌群逐渐由具有硫/硫化物还原及NO3-/NO2-还原的Desulfurivibrio特殊菌群(闭库3年)演化为能够促进植物生长的Rhizobium(闭库23年)和具有硫铁氧化及重金属抗性的Acidiferrobacter和Acidithiobacillus(闭库31 年)。原始尾矿微生物代谢活性较低,功率仅为64-330μW。菌群空间分布特征为水平稳态,且表层稳态主要与Bacillus和Enterococcus相关,而深层主要与Nitrospira和Sulfuricella相关;垂直方向存在明显差异,这也进一步导致特殊菌群和功能代谢途径的差异,表层环境特殊菌群为硫氧化和无机碳固定的Sulfurifustis,而深层环境为Streptococcus菌属。修复过程中Cr、Cu、Fe、Mn和Pb等重金属元素总量呈下降趋势,表层环境中重金属固化率略低于深层环境,且固化率高达94%以上,重金属元素的赋存形态以残渣态为主。外源菌群有利于重金属元素转化为ZnS等金属硫化稳定态矿物的同时,外源修复菌Desulfotomaculum丰度在修复第十二个月高达12%,与土著菌群之间协同演化作用,提高了菌群整体代谢活性和丰度。而硫酸盐代谢相关基因CysH、AprAB、SUOX及TST的检测进一步证明外源菌群参与了重金属的矿化。本研究结果表明,利用硫酸盐还原菌原位矿化技术可以有效固化尾矿重金属,提高金属的稳定性,从而达到良好的防控效果。本研究可以为开发利用功能微生物进行原位矿化修复提供理论依据和技术支撑。