酸性矿山废水（AMD）是全球矿业活动面临的最严峻环境问题之一，具有强酸性、高重金属与高硫酸盐特征，对周边土壤、水生态系统及人类健康构成长期且严重的威胁。目前对黄铁矿、毒砂、黄铜矿等典型硫化矿物的生物溶出与产酸产毒机制已有较为深入的认识。黝铜矿作为一类在全球各类热液矿床中广泛分布、富含铜与贵金属且同时伴生砷锑汞镉等有毒元素的重要矿物，其在自然环境条件下受嗜酸微生物作用的溶出行为、界面反应规律、有毒元素释放差异及微生物响应机制仍缺乏研究。

本研究首次系统探究了中等嗜热菌群（MTC）介导下的黝铜矿矿物界面演化、重金属/类金属释放规律、微生物群落演替及功能适应机制。结果表明，该混合菌群显著加速了黝铜矿的溶解。在生物溶解60天后，浸出液中Cu²⁺、Zn²⁺、总As和总Sb的浓度分别达到2.26 g/L、16.48 mg/L、348.07 mg/L和22.88 mg/L。混合菌群从黝铜矿中溶解了52.15%的铜，是无菌对照（7.41%）的6倍以上。黝铜矿的溶解是通过Fe³⁺的氧化侵蚀实现的，Fe³⁺会使该矿物发生分解；而MTC可将反应生成的Fe²⁺重新氧化为Fe³⁺，并将含硫物质氧化为硫酸盐，从而实现持续的氧化溶解。SEM-EDS显示，MTC显著增强了矿物氧化，导致微生物附着和腐蚀坑的形成。然而，XRD和XPS表明，长期浸出会诱导形成以黄钾铁矾、S⁰/S²⁻和Sb₂O₅为主的钝化层。MTC驱动Fe³⁺将As(Ⅲ)-O氧化为As(V)-O，加速了砷从As(-I)-S形态向无定形砷酸盐沉淀的转化。高通量测序分析表明，在整个生物溶解过程中，优势菌种为Acidithiobacillus caldus、uncultured_archaeon_g__Aplasma和Sulfobacillus thermotolerans。PICRUSt2分析显示，编码铜外排泵（cusCBA）、砷/锑转运ATP酶以及解毒通路的基因富集，而砷酸盐还原酶基因下调，以尽量减少有毒As³⁺的生成。本研究为嗜酸微生物菌群介导的黝铜矿溶解过程提供了新的见解，并揭示了黝铜矿在酸性矿山排水形成中的潜在危害。

相关的研究以“Bio-dissolution of hazardous Cu, As, Sb and Zn from polymetallic tetrahedrite by a moderately thermophilic consortium”为题，近期发表于环境科学与生态学类国际知名期刊《Environmental Research》（中科院二区，影响因子7.70）。广西师范大学2023级硕士研究生农欣和刘霖实验师为论文共同第一作者；中南大学王玉光副教授、2024级研究生郭玉芳以及已毕业本科生易秋、莫秋菊与在读本科生李游共同参与了研究；广西师范大学广西漓江流域景观资源保育与可持续利用重点实验室艾郴兵副教授为唯一通讯作者。本研究同时得到了到国家自然科学基金（52264021）、广西科技项目（AD21220074）、广西研究生教育创新计划项目（YCSW2024182）以及广西师范大学科研项目（2021JC009）的资助。

全文链接：https://doi.org/10.1016/j.envres.2026.124431

图1. 黝铜矿生物溶解过程中浸出液理化参数变化（a: pH值；b: 微生物数量；c: 氧化还原电位；d: Fe²⁺与Fe³⁺浓度；e: 总铜浓度；f: 总锌浓度；g: 总砷浓度；h: 总锑浓度）.

图2. 黝铜矿溶解过程中矿物表面微观形貌与元素组成与含量变化（a: 无菌对照组，b: 中度嗜热菌群组）.

 图3. 黝铜矿与中等嗜热菌群相互作用过程中优势类群变化及功能基因预测（a: 属水平组成；b: 种水平组成；c: 铜抗性相关基因功能预测；d: 砷/亚锑酸盐相关基因功能预测）

（图文/艾郴兵 一审/莫燕华 二审/万祎 三审/马姜明）