發(fā)布時(shí)間：2021-02-20 21:47

　　鐵是地殼中最為豐富的元素之一,是生物生命活動(dòng)中必不可少的金屬元素。鐵氧化微生物驅(qū)動(dòng)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(dǎo)亞鐵氧化與硝酸鹽還原兩個(gè)過程,同時(shí)耦合污染物降解和重金屬遷移轉(zhuǎn)化過程,對環(huán)境保護(hù)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(chǎn)物如亞硝酸鹽等間接氧化亞鐵的化學(xué)亞鐵氧化過程。前期的研究表明,礦物可以介導(dǎo)鐵還原菌與胞外電子受體的電子傳遞過程,促進(jìn)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(qū)動(dòng)的亞鐵氧化與硝酸鹽還原過程的影響尚不清楚。本實(shí)驗(yàn)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(jié)構(gòu)性質(zhì)穩(wěn)定的赤鐵礦為主要外源添加礦物,通過反應(yīng)動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)、礦物表征等分析手段詳細(xì)解析了礦物加入對微生物驅(qū)動(dòng)的亞鐵氧化與硝酸鹽還原的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)論主要包括以下幾個(gè)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(yīng)體系中亞鐵氧化與硝酸鹽還原具有促進(jìn)作用,同時(shí)也可以促進(jìn)亞硝酸鹽的還原與... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所)廣東省

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)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(xué)循環(huán)
        1.1.1 鐵的生物地球化學(xué)特性
    1.2 微生物介導(dǎo)的鐵還原過程與機(jī)制
    1.3 亞鐵氧化微生物介導(dǎo)的亞鐵氧化過程與機(jī)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(dǎo)的亞鐵氧化成礦
        1.4.1 硝酸鹽還原亞鐵氧化微生物驅(qū)動(dòng)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(qū)動(dòng)的亞鐵氧化成礦機(jī)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(nèi)容
        1.5.1 研究目的和意義
        1.5.2 主要研究內(nèi)容
第2章 材料與方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)器材與化學(xué)試劑
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)器材
        2.1.2 化學(xué)試劑
    2.2 動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)
        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(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
    2.3 分析測試方法
        2.3.1 動(dòng)力學(xué)參數(shù)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(yù)培養(yǎng)及最佳條件的優(yōu)化
        3.1.1 Acidovorax sp.strain BoFeN1 的預(yù)培養(yǎng)
        3.1.2 不同微生物初始濃度的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)（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(dòng)力學(xué)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(dòng)力學(xué)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(dòng)力學(xué)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(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)
        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(yīng)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(jī)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(jī)制
    4.2 礦物對亞鐵氧化耦合亞硝酸鹽還原影響潛在機(jī)制
第5章 主要結(jié)論、創(chuàng)新之處和展望
    5.1 主要結(jié)論
    5.2 創(chuàng)新之處
    5.3 存在問題和展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡介及在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]微生物—礦物間半導(dǎo)體介導(dǎo)電子傳遞機(jī)制研究進(jìn)展[J]. 王瑩,劉同旭,李芳柏.  地球科學(xué)進(jìn)展. 2016(04)
[2]土壤微生物—腐殖質(zhì)—礦物間的胞外電子傳遞機(jī)制研究進(jìn)展[J]. 吳云當(dāng),李芳柏,劉同旭.  土壤學(xué)報(bào). 2016(02)



本文編號：3043397