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文章信息●●
第一作者：高帅帅
通讯作者：赵信林、吴民熙
通讯单位：中国农科院麻类研究所&湖南省微生物研究院
期刊：Journal of Environmental Chemical Engineering
DOI：10.1016/j.jece.2026.122316
01
摘要
铬（Cr）在农田中主要以三价铬 Cr(III) 和六价铬 Cr(VI) 两种形态存在。其中，Cr(III) 几乎无毒，而 Cr(VI) 则会对植物生长及人体健康造成严重危害。因此，抑制土壤中 Cr(III) 向 Cr(VI) 的转化，对于保障粮食安全生产具有重要意义。在厌氧淹水的稻田环境中，硫酸盐还原菌（SRB）能够将硫酸盐和亚硫酸盐转化为硫化氢，从而在土壤中形成还原性环境。因此，SRB 可能有助于促进 Cr(VI) 向 Cr(III) 的还原转化，降低稻田中铬的毒性，并保障水稻安全生产。
本研究开展了为期两年的田间试验，以探究 SRB 缓解稻田铬毒性的有效性。研究中分别采用高分辨率平衡透析技术（HR-Peeper）和薄膜扩散梯度技术（DGT），对溶解态铬和活性 Cr(VI) 进行了原位高分辨率测定。
结果表明，与对照处理相比，除 2023 年 6 月外，SRB 处理均降低了上覆水和孔隙水中的总溶解态铬浓度。在不同深度（30～−145 mm）范围内，其平均浓度分别降低了 0.30 μg/L（2023 年 5 月）、2.08 μg/L（2023 年 7 月）、1.00 μg/L（2024 年 5 月）、0.18 μg/L（2024 年 6 月）以及 2.83 μg/L（2024 年 7 月）。此外，与对照处理相比，SRB 处理降低了上覆水和孔隙水中的 DGT 活性 Cr(VI) 浓度，而 UV254 值则呈相反变化趋势。
总体而言，SRB 的施用降低了稻田中生物有效态铬的浓度及其相关健康风险，有利于促进农业绿色健康发展。
利用 HR-Peeper 提取的上覆水和孔隙水中总溶解态 Cr 浓度在 30 mm 至 −145 mm 深度范围内的垂向变化（a）及平均值（b）。Cr 浓度在对照处理与 SRB 处理之间的显著性差异分别以 *（0.05 显著水平）和 **（0.01 显著水平）表示。CK：未施加 SRB；SRB：施加 SRB，施用量为 5 L/30 m²（1.0 × 10⁹ CFU/mL）。
利用 HR-Peeper 提取的上覆水和孔隙水中 UV254 在 30 mm 至 −145 mm 深度范围内的垂向变化（a）及平均值（b）。UV254 在对照处理与 SRB 处理之间的显著性差异分别以 *（0.05 显著水平）和 **（0.01 显著水平）表示。CK：未施加 SRB；SRB：施加 SRB，施用量为 5 L/30 m²（1.0 × 10⁹ CFU/mL）。
上覆水和土壤中 DGT 活性态 Cr(VI) 浓度在 30 mm 至 −145 mm 深度范围内的垂向变化（a）及平均值（b）。Cr 浓度在对照处理与 SRB 处理之间的显著性差异分别以 *（0.05 显著水平）和 **（0.01 显著水平）表示。CK：未施加 SRB；SRB：施加 SRB，施用量为 5 L/30 m²（1.0 × 10⁹ CFU/mL）。
02
结论
硫酸盐还原菌（SRB）的施用能够降低稻田中铬污染的风险。添加 SRB 后，土壤有机质的分解过程得到加速，从而增强了稻田生态系统中的还原性环境。在这种条件下，高毒性的 Cr(VI) 被还原为相对惰性的 Cr(III)，进而降低了稻田中的铬毒性。
然而，在某些月份，稻田上覆水和孔隙水中的总溶解态铬浓度仍表现出轻微升高。这一现象主要归因于 Cr(III) 与溶解性有机质（DOM）发生络合作用，从而增强了 Cr(III) 在土壤体系中的迁移性。
因此，鉴于 Cr(III) 的毒性远低于 Cr(VI)，施加 SRB 能够有效降低稻田中的铬毒性，并最终有助于保障农作物生产安全。
Shuaishuai Gao, Zhen Wang, Hongmei Yin, Biao Liu, Wei Chen, Yingben Wu, Mengyuan Yu, Lijuan Xu, Dongxia Du, Xinlin Zhao, Minxi Wu, A study on chromium reduction by Sulfate-Reducing Bacteria in paddy fields, Journal of Environmental Chemical Engineering, Volume 14, Issue 3, 2026, 122316, ISSN 2213-3437, https://doi.org/10.1016/j.jece.2026.122316.
文章链接
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S221334372601290X
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