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人体肠道微生物对矿物质吸附砷的释放及转化

3、环境科学 > 专题2：环境健康与安全风险评估

砷污染是世界范围内的环境问题之一。在土壤砷暴露对人体的健康风险评价中，人体肠道微生物的砷代谢作用起着极其重要的作用。本研究利用SHIME模型，以针铁矿和黄钾铁矾为单一矿物质体系，探究人体肠道微生物对矿物质吸附砷的代谢能力及其机制。研究发现人体肠道微生物可增加矿物质吸附As(V)的移动性，其中结肠阶段针铁矿吸附砷的生物可给性显著增加（52.6-74.6%）。固液两相砷的形态分析结果表明人体肠道微生物具有很强的As(V)还原能力，针铁矿吸附As(V)的约50%被还原为As(III)，其中20%的As(III)停留在固相；约20%的黄钾铁矾吸附As(V)被还原为As(III)，基本全部停留在结肠液。铁元素在砷的迁移转化中起到重要作用。微生物Fe(III)还原作用下，结肠液中Fe(II)含量分别达到1.5-4.5 mg/L（针铁矿）和1.7-2.6 mg/L（黄钾铁矾），而XANES结果显示固相仍是以针铁矿或黄钾铁矾为主（> 95%）。因此，人体肠道微生物对矿物质吸附砷的调控主要通过As(V)还原和Fe(III)还原作用，研究结果将有助于揭示人体肠道微生物对土壤砷的代谢机制。