本文關(guān)鍵詞：Mn（Ⅱ）微生物氧化作用的實(shí)驗(yàn)研究

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【摘要】：微生物-礦物的相互作用影響著多種元素的表生地球化學(xué)過(guò)程,微生物成因的錳礦物在自然界中廣泛分布并且有著重要的環(huán)境意義和資源價(jià)值。揭示微生物-錳礦物相互作用的微觀機(jī)制以及在沉積成礦和次生轉(zhuǎn)化過(guò)程,查明錳礦物的演化路徑,對(duì)認(rèn)識(shí)錳的微生物礦化規(guī)律,查明錳礦形成的地質(zhì)條件和次生變化等均有理論意義。本文研究錳氧化菌株惡臭假單胞菌Pseudomonas putida CGMCC 1.3136和MnB1菌株分別氧化溶液中Mn2+離子和菱錳礦的反應(yīng)機(jī)制。在實(shí)驗(yàn)中設(shè)置了有菌含錳、無(wú)菌含錳和死菌含錳三組對(duì)照體系,以探討錳礦物的微生物氧化機(jī)理,揭示Mn(Ⅱ)氧化過(guò)程中次生產(chǎn)物的類(lèi)型及其生成順序。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,通過(guò)ICP-OES、分光光度法等實(shí)驗(yàn)手段,檢測(cè)了各實(shí)驗(yàn)體系溶液的離子濃度變化；使用SEM、TEM、XRD、STXM、FTIR等顯微與譜學(xué)方法,分析了次生礦化產(chǎn)物,鑒定出一系列錳的氧化物產(chǎn)物,得到以下兩點(diǎn)主要認(rèn)識(shí)：1、Mn2+的微生物氧化過(guò)程中,微生物首先將Mn2+的兩個(gè)電子傳遞給終端電子受體氧氣,并生成四價(jià)錳礦物(水鈉錳礦和軟錳礦),在含Mn2+的溶液條件下,Mn(Ⅳ)進(jìn)一步發(fā)生歸中反應(yīng)轉(zhuǎn)化為三價(jià)錳礦物(黑錳礦)。2、在Pseudomonas putida MnB1與菱錳礦相互作用的體系中,細(xì)菌傾向于在菱錳礦表面附著并形成生物膜,營(yíng)造了具有特殊物理化學(xué)條件的界面環(huán)境,促進(jìn)了礦物的溶解,溶出的Mn2-離子進(jìn)一步被懸浮細(xì)胞或生物膜細(xì)胞氧化,生成次生高價(jià)錳礦物。綜合本文實(shí)驗(yàn)結(jié)果,參照前人關(guān)于錳微生物氧化的研究結(jié)果,本文認(rèn)為錳的微生物氧化過(guò)程是生物-化學(xué)氧化機(jī)制協(xié)同作用的結(jié)果,形成的錳礦物主要有水鈉錳礦、黑錳礦和軟錳礦等。
【關(guān)鍵詞】：Mn(Ⅱ) Pseudomonas putida CGMCC 1.3136 Pseudomonas putida MnB1 微生物氧化作用
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：P57
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 緒論8-20
• 1.1 論文選題依據(jù)8-18
• 1.1.1 錳的礦物學(xué)和地球化學(xué)性質(zhì)8-12
• 1.1.2 微生物成因錳礦物的持點(diǎn)12-13
• 1.1.3 微生物-錳礦物相互作用的研究現(xiàn)狀13-16
• 1.1.4 存在的問(wèn)題16-17
• 1.1.5 研究目的、內(nèi)容和方案17-18
• 1.2 工作量與進(jìn)展18-20
• 第二章 Mn~(2+)離子的Pseudomonas putida CGMCC 1.3136氧化和礦化作用20-33
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)20-23
• 2.1.1 菌株與培養(yǎng)基20
• 2.1.2 流程設(shè)計(jì)20-21
• 2.1.3 樣品分析21-23
• 2.2 溶液化學(xué)性質(zhì)23-24
• 2.3 Mn~(2+)礦化反應(yīng)的次生沉淀譜學(xué)分析24-30
• 2.3.1 同步輻射X射線衍射(SR-XRD)24-26
• 2.3.2 透射電子顯微鏡(TEM)26-27
• 2.3.3 傅氏轉(zhuǎn)換紅外線光譜分析儀(FTIR)27-28
• 2.3.4 掃描透射X射線顯微分析(STXM)28
• 2.3.5 掃描電子顯微鏡(SEM)28-30
• 2.5 討論30-32
• 2.5.1 Mn~(2+)的微生物礦化過(guò)程30-31
• 2.5.2 Mn~(2+)的微生物氧化和礦化的環(huán)境效益31-32
• 2.6 小結(jié)32-33
• 第三章 Pseudomonas putida MnBl氧化分解菱錳礦的實(shí)驗(yàn)研究33-57
• 3.1 實(shí)驗(yàn)材料和分析方法33-37
• 3.1.1 菌株和礦物33-36
• 3.1.2 流程設(shè)計(jì)36-37
• 3.1.3 樣品分析37
• 3.2 溶液的化學(xué)性質(zhì)37-43
• 3.3 菱錳礦的表面形貌43-52
• 3.3.1 活菌實(shí)驗(yàn)體系中礦物表面形貌43-51
• 3.3.2 對(duì)照體系中礦物表面形貌變化51-52
• 3.4 次生產(chǎn)物52-54
• 3.5 討論54-56
• 3.5.1 菱錳礦的微生物氧化機(jī)制54-55
• 3.5.2 菱錳礦微生物氧化的地質(zhì)地球化學(xué)意義55-56
• 3.6 小結(jié)56-57
• 第四章 主要認(rèn)識(shí)57-59
• 一、主要結(jié)論57
• 二、工作展望57-59
• 參考文獻(xiàn)59-70
• 致謝70-71
• 個(gè)人情況簡(jiǎn)介71-72

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本文編號(hào)：862842