土壤環(huán)境中有機碳與鐵氧化物礦物,特別是無定型的水鐵礦的聯(lián)系十分緊密。微生物的還原作用會導(dǎo)致鐵氧化物礦物礦相的改變并影響礦物有機物復(fù)合體的穩(wěn)定性。然而,土壤中廣泛存在的粘土礦物在這一過程中的影響仍知之甚少。在本實驗中,一種土壤中常見的粘土礦物——鈉蒙脫石（Swy-2）將作為一種模式礦物,參與到礦物有機物復(fù)合體的合成,以期獲得不同鈉蒙脫石含量的水鐵礦-鈉蒙脫石-有機物共沉淀體（Fh-x（Swy-2）-OM）,利用土壤中常見的鐵還原模式菌株地桿菌對其進行還原實驗。通過多種技術(shù)手段對復(fù)合體表面結(jié)合有機質(zhì)在生物還原過程中的變化進行測試。結(jié)果表明,鈉蒙脫石在生物還原過程中起到了重要的作用,其外,地桿菌可以直接利用礦物有機物復(fù)合體上結(jié)合的有機質(zhì)作為電子供體。由于鈉蒙脫石的加入,菌體與礦物有機物表面的排斥力變大,且覆蓋了可供生物體所利用的電子供體及電子受體,因而減緩的菌體的初始還原速率;但也減弱了還原過程產(chǎn)生的二價鐵的鈍化作用,抑制了次生礦物的產(chǎn)生,因此在還原過程的后期還原速率反而更高,總體反應(yīng)程度也高于未加入鈉蒙脫石的實驗組。還原過程導(dǎo)致原本結(jié)合在礦物表面的有機碳還原性脫附,相較而言,含羧基、具有芳... 

【文章來源】：中國地質(zhì)大學(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：49 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

礦物有機物復(fù)合體XR口圖

通過紅外光譜技術(shù)對于土壤提取的水溶性有機碳及復(fù)合體礦物進行分析（圖3-2），發(fā)現(xiàn)水溶性有機碳的主要組分含羧基類物質(zhì)（1635cm-1），這與 XPS 結(jié)果相吻合。水鐵礦復(fù)合體礦物中羧基基團的非對稱伸縮震動峰由 1635 cm-1偏移至 1625cm-1，說明在共沉淀過程中，礦物與土壤可溶性有機碳發(fā)生配位體交換。這一變化在含鈉蒙脫石的礦物有機物復(fù)合體中并不明顯，羧基基團的伸縮振動峰表 3-2 礦物有機物復(fù)合體表面基團占比樣品名稱 C-C(%) C-O/C-N(%) C=O(%) COOH(%) C/FeFh-OM 69.30 18.85 1.51 10.34 5.77Fh-(0.5Swy-2)-OM 68.45 19.25 3.93 8.37 5.40Fh-(2Swy-2)-OM 70.59 17.65 0.00 11.76 30.37圖 3-1 礦物有機物復(fù)合體 XRD 圖

通過紅外光譜技術(shù)對于土壤提取的水溶性有機碳及復(fù)合體礦物進行分析（圖3-2），發(fā)現(xiàn)水溶性有機碳的主要組分含羧基類物質(zhì)（1635cm-1），這與 XPS 結(jié)果相吻合。水鐵礦復(fù)合體礦物中羧基基團的非對稱伸縮震動峰由 1635 cm-1偏移至 1625cm-1，說明在共沉淀過程中，礦物與土壤可溶性有機碳發(fā)生配位體交換。這一變化在含鈉蒙脫石的礦物有機物復(fù)合體中并不明顯，羧基基團的伸縮振動峰表 3-2 礦物有機物復(fù)合體表面基團占比樣品名稱 C-C(%) C-O/C-N(%) C=O(%) COOH(%) C/FeFh-OM 69.30 18.85 1.51 10.34 5.77Fh-(0.5Swy-2)-OM 68.45 19.25 3.93 8.37 5.40Fh-(2Swy-2)-OM 70.59 17.65 0.00 11.76 30.37圖 3-1 礦物有機物復(fù)合體 XRD 圖


本文編號：3439017