Molybdate delays sulphide formation in the sediment and transfer to the bulk liquid in a model shrimp pond  

钼酸盐在模型虾池中延缓沉积物中硫化物的形成及向水体的转移  

来源：Peer Community Journal, Microbiology  

《Peer Community Journal》微生物学板块  

 

摘要内容：  

该研究探讨了在虾池模型中添加钼酸钠（Na₂MoO₄·2H₂O）作为预防策略，以抑制硫酸盐还原菌（SRB）活性，从而延缓沉积物中硫化氢（H₂S）的生成及其向水体的转移。通过模拟虾养殖周期最后61天的有机废物积累过程，发现添加25 mg/L钼酸盐显著降低了沉积物中H₂S的生成量，并将高浓度硫化区推向更深层沉积物。微生物群落分析表明，钼酸盐处理改变了微生物组成，增加了SRB的相对丰度但抑制了其活性，最终有效延缓了硫化物对虾的危害。  

 

研究目的：  

验证钼酸盐在虾养殖周期中作为长期硫化物抑制策略的可行性，明确其对沉积物硫化物生成、转移及微生物群落的影响。  

 

研究思路：  

模型构建：使用实验室规模虾池模型模拟养殖后期（61天）的有机废物积累过程。  

 

处理设置：设置对照组（无钼酸盐）、5 mg/L钼酸盐（M5）和25 mg/L钼酸盐（M25）处理组。  

 

参数监测：定期测量水体溶解氧（DO）、H₂S浓度、pH及沉积物中的微环境梯度（O₂、H₂S、pH的垂直分布）。  

 

微生物分析：通过16S rRNA测序和流式细胞术分析沉积物微生物群落变化。  

 

数据关联：结合理化数据与微生物数据，解析钼酸盐的作用机制。  

 

测量的数据及其研究意义：  

溶解氧（DO）（图1a）：监测水体及沉积物表层的氧气消耗动态，揭示有机分解与缺氧条件形成过程。  

 

 

H₂S浓度（图1b、3）：量化钼酸盐对水体及沉积物中H₂S生成的抑制效果，明确处理组与对照组的差异。  

 

 

微电极垂直分布数据（图2、3）：通过丹麦Unisense微电极测量沉积物中O₂和H₂S的毫米级分布，揭示硫化物生成的空间异质性及钼酸盐的延迟效应。  

 

 

微生物群落组成（图4、表3）：分析SRB丰度及整体群落结构变化，解释钼酸盐的微生物抑制机制。  

 

 

 

钼酸盐与硫酸盐残留量（表1、2）：评估钼酸盐的持久性及硫酸盐消耗动态，验证其抑制效率。  

 

结论：  

钼酸盐（尤其是25 mg/L剂量）显著降低沉积物表层H₂S浓度，将高硫区推向更深层（图3），延缓硫化物向水体扩散（图1b）。  

 

钼酸盐改变了微生物群落结构（图5），提高SRB绝对数量但抑制其代谢活性（表3），表明其通过竞争性抑制硫酸盐还原酶发挥作用。  

 

 

单次添加钼酸盐可维持61天的抑制效果，残留钼酸盐持续存在（表1），证明其作为长效策略的潜力。  

 

 

 

丹麦Unisense电极测量数据的详细研究意义：  

使用Unisense微电极（O₂、H₂S、pH传感器）以高空间分辨率（100-200 μm）测量沉积物中的垂直梯度，首次在虾池模型中揭示了硫化物生成的微观空间动态。数据显示：  

对照组在沉积物3.6 mm深度即出现H₂S积累（图3a），而钼酸盐处理组将H₂S峰值推迟至6-7 mm深度（图3b、c），证明钼酸盐通过抑制表层SRB活性改变了硫化物生成的空间分布。  

 

氧渗透深度在钼酸盐处理组中略高（图2），表明硫化物生成的延迟可能与表层氧化层维持更久有关。  

 

这些高精度数据直接验证了钼酸盐的“空间抑制”机制，为优化虾池管理策略（如沉积物翻耕深度）提供了关键依据。