本文關鍵詞：水體中磷酸鹽和碳酸鹽礦物的生物成因及其分析

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【摘要】：微生物是地球生物圈的重要組成部分,在長期的地質(zhì)演化過程中,微生物可以促進許多地質(zhì)地球化學過程。貴州著以喀斯特地貌為主,境內(nèi)磷礦、碳酸鹽礦物儲量豐富,了解微生物在磷酸鹽和碳酸鹽礦物形成過程中的作用,對于合理開采和利用磷礦和碳酸鹽礦資源有著重要的現(xiàn)實意義。同時,研究利用生物成礦作用對水體中磷污染和重金屬污染等的去除可能性將對治理污染水體具有重要指導意義。本文通過控制光照程度的差異分別設置了光照環(huán)境和暗室環(huán)境,即為了模擬表層水和深層水中微生物在磷酸鹽和碳酸鹽礦物形成過程中的作用,找出光合微生物和非光合微生物對磷酸鹽和碳酸鹽成礦過程影響存在的差異。利用人工配制海水,模擬在海洋環(huán)境中隨著海水深度的變化,光合微生物和非光合微生物對磷酸鹽和碳酸鹽礦物形成的影響。分析在光照和暗室條件下模擬海水的pH值、電導率、溶解氧、微生物數(shù)量和底部沉淀物。結(jié)果表明,光照條件下的水樣pH值和微生物量始終大于暗室條件;微生物的生長會影響其周圍環(huán)境的pH值、電導率和溶解氧;利用SEM分析底部沉淀物均發(fā)現(xiàn)磷酸鈣和碳酸鈣晶體,但光照條件下形成的沉淀物更多,且礦物晶體類型比暗室條件下的復雜,說明光合微生物更有利于模擬海水中磷酸鹽和碳酸鹽晶體的形成并能影響它們的形貌。模擬巖溶地區(qū)淡水域環(huán)境中表層水和深層水中碳酸鹽礦物形成的生物因素,根據(jù)光照和暗室環(huán)境中各組不同水樣的pH值、電導率、溶解氧、SI(方解石飽和指數(shù))、HCO3-離子濃度及水體底部沉積物的SEM等,發(fā)現(xiàn)土壤提取液所帶入的多種類型微生物有利于碳酸鹽礦物沉淀的形成,且在微生物作用下生成的CaCO3和CaMg(CO3)2沉淀晶體有確定的形態(tài),結(jié)合緊密,而由化學平衡形成的CaCO3和CaMg(CO3)2沉淀物則沒有很明顯的形狀,且結(jié)構(gòu)松散;光合微生物通過光合作用提升了水體pH值,有利于水體中弱堿性沉淀物CaCO3、CaMg(CO3)2的形成;當水體中存在含鋅離子時,某些光合微生物有可能將其中的元素Zn固定在碳酸鹽礦物沉淀內(nèi),形成復合沉淀物;光合微生物通過光合作用能將水體中的S元素捕獲并生成CaSO4和CaMg(SO4)2析出。本文研究結(jié)果顯示,微生物作用對磷酸鹽和碳酸鹽礦物的形成和形貌有重要的影響,微生物特別是光合微生物對磷酸鹽和碳酸鹽礦物的形成有良好促進效應,在成礦過程中有助于水體中的某些污染元素的固結(jié),利用微生物特別是光合微生物成礦作用去除水體中重金屬離子的應用前景廣闊。
【關鍵詞】：磷酸鹽礦物 碳酸鹽礦物 光合微生物 微生物修復 光照-暗室 生物成礦
【學位授予單位】：貴州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X52;P57
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-9
• 第一章 緒論9-23
• 1.1 磷礦9-10
• 1.2 碳酸鹽礦10-12
• 1.3 微生物與礦物沉積12-15
• 1.3.1 微生物與磷酸鹽礦物的沉積12-13
• 1.3.2 微生物與碳酸鹽礦物的沉積13-14
• 1.3.3 喀斯特地區(qū)微生物沉積礦物特點14-15
• 1.4 微生物在地下水水--巖界面的活性15
• 1.5 光合微生物及其生物成礦對污染水體的凈化15-18
• 1.5.1 光合微生物治理污染廢水16
• 1.5.2 光合微生物礦化作用治理污染廢水16-18
• 1.6 課題研究目的、意義及研究內(nèi)容18-22
• 1.6.1 研究目的和意義18-20
• 1.6.2 研究的主要內(nèi)容20-21
• 1.6.3 技術(shù)路線21-22
• 1.7 小結(jié)22-23
• 第二章 模擬海水中磷灰石的生物成因23-37
• 2.1 材料與儀器設備23-25
• 2.1.1 土壤提取液23-24
• 2.1.2 模擬海水的配制24
• 2.1.3 試劑24-25
• 2.1.4 主要儀器設備25
• 2.2 實驗方法和步驟25
• 2.3 結(jié)果與討論25-36
• 2.3.1 水樣pH值、電導率25-28
• 2.3.2 水樣中的細菌數(shù)量和溶解氧濃度變化28-30
• 2.3.3 沉淀物SEM分析30-35
• 2.3.4 討論35-36
• 2.4 小結(jié)36-37
• 第三章 巖溶地區(qū)淡水中碳酸鹽礦物的生物成因37-65
• 3.1 材料與儀器設備37-39
• 3.1.1 土壤提取液37-38
• 3.1.2 牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基的配制38
• 3.1.3 石灰?guī)r塊的選取38
• 3.1.4 水樣的選擇38
• 3.1.5 試劑38-39
• 3.1.6 主要儀器設備39
• 3.2 實驗方法和步驟39-40
• 3.3 結(jié)果與討論40-63
• 3.3.1 水樣中電導率和pH值的變化40-43
• 3.3.2 水樣中微生物量和溶解氧濃度變化43-45
• 3.3.3 水樣中HCO_3~-、Ca~(2+)和Mg~(2+)濃度變化45-49
• 3.3.4 水樣中方解石飽和指數(shù)(SI)49-50
• 3.3.5 水樣中TOC含量變化50-51
• 3.3.6 沉淀物SEM分析51-61
• 3.3.7 討論61-63
• 3.4 小結(jié)63-65
• 第四章 結(jié)論與展望65-67
• 4.1 主要結(jié)論65-66
• 4.2 論文亮點66
• 4.3 展望66-67
• 致謝67-68
• 參考文獻68-72
• 附錄72-73

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本文編號：607302