鐵是地殼中最為豐富的元素之一,是生物生命活動中必不可少的金屬元素。鐵氧化微生物驅動的亞鐵氧化過程是鐵循環(huán)的重要組成部分。在中性厭氧的環(huán)境中,硝酸鹽還原亞鐵氧化微生物可以介導亞鐵氧化與硝酸鹽還原兩個過程,同時耦合污染物降解和重金屬遷移轉化過程,對環(huán)境保護具有重要意義。硝酸鹽還原型亞鐵氧化微生物參與的亞鐵氧化過程,包括微生物鐵氧化酶直接氧化亞鐵的生物亞鐵氧化過程和通過其硝酸鹽還原產物如亞硝酸鹽等間接氧化亞鐵的化學亞鐵氧化過程。前期的研究表明,礦物可以介導鐵還原菌與胞外電子受體的電子傳遞過程,促進微生物的胞外電子傳遞,但是對于硝酸鹽還原亞鐵氧化微生物驅動的亞鐵氧化與硝酸鹽還原過程的影響尚不清楚。本實驗以典型的硝酸鹽還原亞鐵氧化微生物Acidovorax sp.strain BoFeN1為模式微生物,以結構性質穩(wěn)定的赤鐵礦為主要外源添加礦物,通過反應動力學實驗、礦物表征等分析手段詳細解析了礦物加入對微生物驅動的亞鐵氧化與硝酸鹽還原的影響。實驗結論主要包括以下幾個部分:（1）在僅添加亞鐵作為電子供體的處理組中,赤鐵礦加入對反應體系中亞鐵氧化與硝酸鹽還原具有促進作用,同時也可以促進亞硝酸鹽的還原與... 

【文章來源】：中國科學院大學(中國科學院廣州地球化學研究所)廣東省

【文章頁數】：87 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 引言
    1.1 鐵的地球化學循環(huán)
        1.1.1 鐵的生物地球化學特性
    1.2 微生物介導的鐵還原過程與機制
    1.3 亞鐵氧化微生物介導的亞鐵氧化過程與機制
        1.3.1 嗜酸性亞鐵氧化微生物
        1.3.2 微氧型亞鐵氧化微生物
        1.3.3 光合型亞鐵氧化微生物
        1.3.4 硝酸鹽還原亞鐵氧化微生物
    1.4 硝酸鹽還原亞鐵氧化微生物介導的亞鐵氧化成礦
        1.4.1 硝酸鹽還原亞鐵氧化微生物驅動的不同形態(tài)的亞鐵氧化成礦
        1.4.2 亞鐵氧化成礦過程的影響因素
        1.4.3 硝酸鹽還原亞鐵氧化微生物驅動的亞鐵氧化成礦機理
        1.4.4 亞鐵氧化成礦對微生物的影響
        1.4.5 亞鐵氧化成礦的環(huán)境意義
    1.5 本論文的研究目的和主要內容
        1.5.1 研究目的和意義
        1.5.2 主要研究內容
第2章 材料與方法
    2.1 實驗器材與化學試劑
        2.1.1 實驗器材
        2.1.2 化學試劑
    2.2 動力學實驗
        2.2.1 微生物來源與厭氧培養(yǎng)
        2.2.2 菌懸液的制備
        2.2.3 實驗設計
    2.3 分析測試方法
        2.3.1 動力學參數測定
        2.3.2 礦物表征測試
第3章 赤鐵礦對strain BoFeN1亞鐵氧化耦合硝酸鹽還原過程的影響
    3.1 微生物的預培養(yǎng)及最佳條件的優(yōu)化
        3.1.1 Acidovorax sp.strain BoFeN1 的預培養(yǎng)
        3.1.2 不同微生物初始濃度的反應動力學實驗（亞鐵作為電子供體）
    3.2 赤鐵礦對strain BoFeN1 亞鐵氧化與硝酸鹽還原的影響
        3.2.1 赤鐵礦對strain BoFeN1 亞鐵氧化與硝酸還原的動力學影響（亞鐵作為電子供體）
        3.2.2 赤鐵礦對strain BoFeN1 硝酸還原的動力學影響（乙酸鈉作為電子供體）
        3.2.3 赤鐵礦對strain BoFeN1 亞鐵氧化與硝酸還原的動力學影響（乙酸鈉與亞鐵共同作為電子供體）
    3.3 不同影響因素對strain BoFeN1 亞鐵氧化與硝酸還原影響動力學實驗
        3.3.1 不同赤鐵礦濃度對微生物亞鐵氧化與硝酸鹽還原的影響
        3.3.2 不同種類礦物對微生物亞鐵氧化與硝酸鹽還原的影響
    3.4 赤鐵礦對亞鐵與亞硝酸鹽反應的影響
    3.5 赤鐵礦對strain BoFeN1 亞鐵氧化過程中次生礦物的影響
        3.5.1 不同處理組SEM表征
        3.5.2 不同處理組XRD表征
        3.5.3 TEM表征與EDS分析
第4章 分析與討論
    4.1 礦物對亞鐵氧化耦合硝酸鹽還原的影響
        4.1.1 礦物對非生物作用下亞鐵耦合硝酸鹽還原影響潛在機制
        4.1.2 礦物對生物作用下亞鐵耦合硝酸鹽還原影響潛在機制
    4.2 礦物對亞鐵氧化耦合亞硝酸鹽還原影響潛在機制
第5章 主要結論、創(chuàng)新之處和展望
    5.1 主要結論
    5.2 創(chuàng)新之處
    5.3 存在問題和展望
參考文獻
致謝
作者簡介及在學期間發(fā)表的學術論文與研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]微生物—礦物間半導體介導電子傳遞機制研究進展[J]. 王瑩,劉同旭,李芳柏.  地球科學進展. 2016(04)
[2]土壤微生物—腐殖質—礦物間的胞外電子傳遞機制研究進展[J]. 吳云當,李芳柏,劉同旭.  土壤學報. 2016(02)



本文編號：3043397