發(fā)布時(shí)間：2020-06-21 15:21

【摘要】：微生物異化鐵還原是微生物的一種無(wú)氧呼吸代謝過(guò)程。自然界中,只要有厭氧環(huán)境幾乎都會(huì)發(fā)生異化鐵還原現(xiàn)象,并發(fā)現(xiàn)有異化鐵還原微生物的存在。海洋沉積物因其獨(dú)特的厭氧環(huán)境而成為異化鐵還原菌的主要生境。因此,本實(shí)驗(yàn)采用渤海沉積物為材料,富集異化鐵還原微生物。分析微生物異化Fe(Ⅲ)還原性質(zhì),以及菌株異化Fe(Ⅲ)還原對(duì)重金屬形態(tài)轉(zhuǎn)化及其產(chǎn)氫過(guò)程的影響。本論文主要研究結(jié)果有以下幾方面:(1)將渤海(天津海域)沉積物進(jìn)行厭氧培養(yǎng),富集異化鐵還原混合菌群。在不同電子受體下,比較分析鐵還原菌群異化Fe(Ⅲ)還原性質(zhì)。結(jié)果表明,以檸檬酸鐵和氫氧化鐵為電子受體培養(yǎng)體系,在培養(yǎng)12 h時(shí),累積Fe(Ⅱ)濃度分別為100.67 ± 0.75 mg.L-1 和 53.24±3.63mg.L-1;當(dāng)培養(yǎng) 60h 時(shí),累積 Fe(Ⅱ)濃度分別達(dá)到 118.95±1.47 mg.L-1和119.74 ± 3.96 mg·L-1。這表明可溶性與不可溶性電子受體能夠顯著影響細(xì)菌異化鐵還原過(guò)程,而對(duì)累積Fe(Ⅲ)還原量影響不明顯。(2)菌群多樣性分析表明,以檸檬酸鐵和氫氧化鐵作為電子受體時(shí),菌群多樣性Shannon指數(shù)分別是3.40和3.11,較對(duì)照組(Shannon指數(shù)2.07)高,表明培養(yǎng)體系中加入Fe(Ⅲ)能顯著提高鐵還原混合菌群多樣性。菌群結(jié)構(gòu)分析表明,在不同電子受體下的培養(yǎng)體系中,優(yōu)勢(shì)菌主要是Clostridium和Romboutsia,均屬于梭菌目Clostridiales。表明梭菌是參與Fe(Ⅲ)還原的主要優(yōu)勢(shì)菌。(3)采用三層平板法從渤海沉積物中分離純化出一株鐵還原細(xì)菌ZQ21,經(jīng)鑒定,菌株命名為Enterococcussp.ZQ21(GenBank號(hào)MF192756)。設(shè)置不同電子供體、電子受體和電子傳遞體,分析其對(duì)菌株ZQ21異化Fe(Ⅲ)還原性質(zhì)的影響。結(jié)果表明,在以乙二胺四乙酸二鈉、檸檬酸鈉、葡萄糖、丙酮酸鈉、乙酸鈉和甲酸鈉為電子供體時(shí),菌株ZQ21以檸檬酸鐵為電子受體時(shí),利用丙酮酸鈉異化Fe(Ⅲ)還原效率最高,Fe(Ⅱ)濃度達(dá)到113.14±3.46 mg.L-1。菌株ZQ21以氫氧化鐵為電子受體時(shí),利用葡萄糖異化Fe(Ⅲ)還原效率最高,累積Fe(Ⅱ)濃度達(dá)到91.38 ± 2.41 mg·L-1。在電子傳遞體(AQS)影響下,菌株ZQ21利用氫氧化鐵作為電子受體的Fe(Ⅲ)還原效率較對(duì)照組有了顯著提高,累積Fe(Ⅱ)濃度較對(duì)照組提高了 47%。(4)研究菌株ZQ21的異化Fe(Ⅲ)還原作用對(duì)重金屬Cr(Ⅵ)還原的影響。設(shè)置Cr(Ⅵ)濃度梯度為0、5、10、15、20、25、30mg·L-1。結(jié)果表明,菌株ZQ21在低濃度Cr(Ⅵ)(0～10mg·L-1)環(huán)境中生長(zhǎng)良好。當(dāng)Cr(Ⅵ)濃度為10mg·L-1時(shí),菌株ZQ21細(xì)胞密度A600為0.16±0.004,Cr(Ⅵ)還原率為18%。設(shè)置Fe(Ⅲ)濃度梯度為0、200、400、600、800、1000mg·L-1,培養(yǎng)體系中添加不同濃度Fe(Ⅲ)后,菌株ZQ21的生長(zhǎng)得到了明顯提高較對(duì)照組。當(dāng)Fe(Ⅲ)濃度為800mg·L-1時(shí),菌株ZQ21的Cr(Ⅵ)還原率達(dá)到83%,是對(duì)照組的4倍。(5)菌株ZQ21分別以檸檬酸鐵和氫氧化鐵為電子受體進(jìn)行厭氧發(fā)酵時(shí),累積Fe(Ⅱ)濃度分別是119.80 ± 0.77 mg·L-1和30.61 ±0.89 mg.L-L。相應(yīng)的累積產(chǎn)氫量分別為1395.30 ± 4.79 mL·L-1和174.30 ± 3.23 mL·L-1,分別是對(duì)照組60倍和8倍。相應(yīng)的代謝產(chǎn)氫途徑分別是乙醇型發(fā)酵和丁酸型發(fā)酵。表明異化Fe(Ⅲ)還原菌株ZQ21異化Fe(Ⅲ)還原與產(chǎn)氫過(guò)程存在相互偶聯(lián)。
【學(xué)位授予單位】：天津科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X55
【圖文】：

標(biāo)準(zhǔn)溶液０、０．２、０．３、０．４、０．６、０．７、０．８、０．９、１．０邋ｍＬ置于比色管中，加水定容到逡逑１０邋ｍＬ，搖勻，反應(yīng)１０邋ｍｉｎ。在５１０邋ｎｍ波長(zhǎng)處測(cè)定其吸光度。Ｆｅ（ＩＩ）含量為橫坐標(biāo)，逡逑NB５１0為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，如圖２－１所示。逡逑？邐表２－３邋Ｆｅ（邋ＩＩ）標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液的配制表逡逑Ｔａｂｌｅ邋２－３邋Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋Ｆｅ（邋ＩＩ）邋ｓｔａｎｄａｒｄ邋ｓｏｌｕｔｉｏｎ逡逑試管號(hào)邐１２３４５６７８９逡逑Ｆｅ（ＩＩ）標(biāo)準(zhǔn)液／ｍＬ邐０邐０．２邐０．３邐０．４邐０．６邐０．７邐０．８邐０．９邐１．０逡逑０」％鄰菲Up啉溶液／ｍＬ邋１１１１１１１１１逡逑乙酸－乙酸鈉緩沖液／ｍＬ邋１１１１１１１１１逡逑蒸餾水／ｍＬ邐８邐７．８邐７．７邐７．６邐７．４邐７．３邐７．２邐７．１邐７．０逡逑Ｆｅ（邋ＩＩ）含邋Ｍ／ｍｇ．Ｌ－１邐０２邐３邐４邐６邐７邐８邐９邐１０逡逑Ｉ邋ｔ逡逑

５．０、６．０ｍＬＣｒ（ＶＩ）標(biāo)準(zhǔn)使用液置于比色管中，加水定容到１０ｍＬ，搖勻，反應(yīng)ｌＯｍｉｎ，逡逑５４０邋ｎｍ波長(zhǎng)處測(cè)吸光度。冷４0為縱坐標(biāo)Ｃｒ（ＶＩ）含量為橫坐標(biāo)繪制Ｃｒ（ＶＩ）標(biāo)準(zhǔn)曲線，如逡逑圖２－２所示。逡逑表２－４邋Ｃｒ（ＶＩ）標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液的配制逡逑Ｔａｂｌｅ邋２－４邋Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋Ｃｒ（ＶＩ）邋ｓｔａｎｄａｒｄ邋ｓｏｌｕｔｉｏｎ逡逑試管號(hào)邐Ｉ邋２３４邐５６７邐８９邐１０邋ＩＩ逡逑Ｃｒ（ＶＩ）標(biāo)準(zhǔn)使川液／ｍＬ邐０邐０．２邐０．４邐０．６邐０．８邐Ｉ邐２邐３邐４邐５邐６逡逑ＤＰＣ邋顯色劑／ｍＬ邐２２２２２２２２２２２逡逑蒸餾水／ｍＬ邐８邐７．８邐７．６邐７．４邐７．２邐７．０邐６邐５邐４邐３邐２逡逑Ｃｒ（ＶＩ）含邋ｍ／ｍｇ．Ｌ—１邐０邐０．１邐０．２邐０．３邐０．４邐０．５邐１．０邐１．５邐２．０邐２．５邐３．０逡逑１．８逡逑１５邋＿邐ｙ＝０．５１２２ｘ邋＋０．０４８８逡逑「邐Ｒ２邋＝邋０．９９２１逡逑ｊ邋０．９邐義，，逡逑Ｑ．６邋’’逡逑０３邋＾逡逑０．０邋？逡逑０．０邐０．５邐１．０邐１．邋５邐２．０邐２．邋５邐３．０邐３．邋５逡逑（ｍｇ－Ｌ１）逡逑圖２－２邋Ｃｒ（邋ＶＩ）標(biāo)準(zhǔn)曲線逡逑Ｆｉｇ．邋２－２邋Ｓｔａｎｄａｒｄ邋ｃｕｒｖｅ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋Ｃｒ（ＶＩ）逡逑（２）樣品中Ｃｒ（ＶＩ）含量的測(cè)定逡逑量�。插澹恚体澹模校蔑@色劑溶液到１０邋ｍＬ比色管中，加入１邋ｍＬ待測(cè)培養(yǎng)液（對(duì)照組逡逑不加培養(yǎng)液）

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王永奎;張一敏;周克成;孫劍輝;;土壤異化鐵還原及其在污染控制中的應(yīng)用[J];河南師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2012年03期

2 彭民建,王春玲,奚旦立,顧康平;鐵還原法在工業(yè)廢水預(yù)處理中的應(yīng)用[J];污染防治技術(shù);2003年S1期

3 曹微寰,周琪;酯化廢水鐵還原預(yù)處理的研究[J];化工環(huán)保;1999年04期

4 王偉民;曲東;徐佳;;水稻土中鐵還原菌的分離純化及鐵還原能力分析[J];西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2008年10期

5 宋建瀟;吳超;曲東;;有機(jī)碳源對(duì)水稻土中微生物鐵還原特征的影響[J];農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào);2013年02期

6 顧瑩瑩;高孟春;賈永剛;王延敦;李丹;;海綿鐵還原水中硝酸鹽的初步研究[J];中國(guó)給水排水;2006年07期

7 張磊;曲東;易維潔;孫麗蓉;;纖維素作為電子供體對(duì)異化鐵還原過(guò)程的影響[J];西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年04期

8 劉貝貝;曲東;;不同重金屬離子對(duì)異化鐵(Ⅲ)還原過(guò)程的影響[J];西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2006年09期

9 王敏;;高溫鐵還原法從廢液中提銀[J];適用技術(shù)市場(chǎng);2001年09期

10 趙荒;高溫鐵還原法從廢液中提銀[J];企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā);1996年02期

相關(guān)會(huì)議論文 前6條

1 吳德禮;王紅武;馬魯銘;;催化鐵還原去除含氯有機(jī)物生物毒性的研究[A];持久性有機(jī)污染物論壇2006暨第一屆持久性有機(jī)污染物全國(guó)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2006年

2 李曉敏;周順桂;李芳柏;;一株具有鐵還原與脫氯活性的產(chǎn)氣腸桿菌[A];第四次全國(guó)土壤生物和生物化學(xué)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2007年

3 王靜;曲東;;不同濃度硫酸鹽對(duì)水稻土中異化鐵還原過(guò)程的影響[A];中國(guó)環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)2009年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（第二卷）[C];2009年

4 吳文芳;李陛;潘永信;;極端海洋環(huán)境中鐵還原細(xì)菌生物礦化的初步研究[A];中國(guó)地球物理學(xué)會(huì)第二十七屆年會(huì)論文集[C];2011年

5 張環(huán);金朝暉;韓璐;王薇;修宗明;高斯;;負(fù)載型納米鐵還原硝酸鹽氮的反應(yīng)機(jī)理探討[A];第三屆全國(guó)環(huán)境化學(xué)學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2005年

6 袁子丹;賈永鋒;王少鋒;;氫醌作用的鐵還原對(duì)臭蔥石穩(wěn)定性的影響[A];中國(guó)礦物巖石地球化學(xué)學(xué)會(huì)第15屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集（2）[C];2015年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前1條

1 邱德存;天沃科技獲蒙古國(guó)直接鐵還原項(xiàng)目預(yù)可研合同[N];中國(guó)有色金屬報(bào);2015年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前7條

1 孫麗蓉;水稻土中異化鐵還原過(guò)程及其影響因素研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2007年

2 易維潔;碳源對(duì)水稻土中鐵還原特征和鐵還原菌多樣性的影響[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2011年

3 張景新;鐵強(qiáng)化微生物—電催化厭氧污水處理技術(shù)的研究[D];大連理工大學(xué);2013年

4 嚴(yán)森;厭氧條件下納米鐵還原水中六價(jià)鈾的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和機(jī)理研究[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué);2010年

5 趙然;Anammox細(xì)菌鐵還原代謝及群體感應(yīng)現(xiàn)象的研究[D];大連理工大學(xué);2016年

6 馬樂(lè)凡;液相絡(luò)合—鐵還原—酸吸收回收法脫除煙氣中NOx的研究[D];湘潭大學(xué);2005年

7 劉鄧;不同厭氧微生物功能群對(duì)粘土礦物結(jié)構(gòu)Fe（Ⅲ）的還原作用及其礦物轉(zhuǎn)變[D];中國(guó)地質(zhì)大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 覃海華;異化鐵還原對(duì)重金屬形態(tài)轉(zhuǎn)化及其產(chǎn)氫過(guò)程研究[D];天津科技大學(xué);2018年

2 羅海林;磷酸鹽對(duì)異化鐵還原誘導(dǎo)的次生鐵礦形成與鎘轉(zhuǎn)化過(guò)程的影響[D];福建農(nóng)林大學(xué);2018年

3 毛暉;水稻土中異化鐵還原及其對(duì)鉻（Ⅵ）還原的影響[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2005年

4 張麗新;溫度對(duì)水稻土中異化鐵還原過(guò)程的影響[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2008年

5 關(guān)舒元;鐵還原微生物的分離鑒定及系統(tǒng)發(fā)育學(xué)分析[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2007年

6 劉碩;異化鐵還原對(duì)水稻土中苯系物降解的強(qiáng)化作用[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2006年

7 韓濤;異化鐵還原對(duì)土壤中砷形態(tài)轉(zhuǎn)化的影響[D];安徽農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

8 吳超;初始pH值對(duì)水稻土微生物鐵還原的影響[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2013年

9 徐佳;水稻土中鐵還原微生物的鑒定及16S rDNA-RFLP分型[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2009年

10 顧晶晶;磷酸鹽對(duì)水稻土中微生物鐵還原過(guò)程的影響[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2013年

本文編號(hào)：2724251