基于微宇宙系統(tǒng)的磷與鐵界面耦合行為與效應的微生物學機制
發(fā)布時間:2021-02-18 11:49
作為有機質早期成巖作用中的主要驅動力之一,鐵的氧化還原是影響磷遷移轉化的主要動力學機制,尤其是厭氧環(huán)境中微生物對鐵的異化還原作用。本文構建了上覆水-孔隙水-沉積柱芯微宇宙系統(tǒng),開展了不同時間尺度不同季節(jié)不同微生物種類驅動下鐵異化還原對磷再生循環(huán)影響機制的微宇宙模擬實驗研究,對比了不同系統(tǒng)中活性鐵、總鐵、無機磷、總磷的同步變化特征,揭示了冰封期與非冰封期水-沉積物界面生物地球化學動態(tài)的差異性特征,尤其是研究較少的冰封期界面過程對營養(yǎng)物質和污染物環(huán)境行為及效應的影響,探討了不同微生物種類對磷與鐵在不同氧化還原梯度帶界面行為的影響過程,闡明了磷與鐵界面耦合行為與效應的微生物影響機制及季節(jié)差異,對完善寒旱區(qū)湖泊沉積物中鐵氧化物在氧化還原邊界層季節(jié)性遷移中的控磷機理具有重要意義。主要結果如下:1.非冰封期和冰封期,硝酸鹽還原組(NRB組),異化鐵還原組(FeRBW組和FeRBB組),硫酸鹽還原組(SRB組)上覆水中磷濃度均高于對照組,尤其是微生物代謝活性較高的培養(yǎng)初期,對鐵氧化物的異化還原及有機磷的降解均較強,導致沉積物向上覆水釋放IP的趨勢顯著。2.微宇宙模擬實驗顯示,上覆水-孔隙水-沉積物系...
【文章來源】:內蒙古大學內蒙古自治區(qū) 211工程院校
【文章頁數】:84 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
理想的沉積物氧化還原序列及氧化還原帶Fig.1.1Idealredoxzoneofsediments
研究技術路線圖
內蒙古大學碩士學位論文8圖2.1采樣點分布圖以及柱芯Eh值Fig.2.1LocationofsamplingandEhvalueofsedimentscore2.2.2微生物實驗(1)菌株的選擇:為對比研究烏梁素海沉積物土著異化鐵還原菌(FeRBW)的還原能力,本研究系統(tǒng)分離純化了烏梁素海沉積物中的異化鐵還原菌(FeRBW),同時選取沉積物氧化還原梯度帶上典型的三種模式菌株,硝酸鹽還原菌Nitrate-reducingbacteria(NRB),異化鐵還原菌Fe(Ⅲ)-reducingbacteria(FeRBB),硫酸鹽還原菌sulfate-reducingbacteria(SRB)以進行實驗。硝酸鹽還原菌(施氏假單胞菌PseudomonasstutzeriStrainCW(CCTCCAB2013114))、異化鐵還原菌(北極希瓦氏菌(KCTC23109))和硫酸鹽還原菌(脫硫弧菌脫硫亞種Desulfovibriodesulfuricanssubsp.desulfuricans(ATCC7757))分別來自中國典型培養(yǎng)物保藏中心、中國海洋微生物菌種保藏管理中心和美國模式菌種收集中心。(2)菌液的制備:烏梁素海本土異化鐵還原菌:a.微生物接種液的制備:稱取10g新采集的烏梁素海表層(0-10cm)沉積物于50ml血清瓶中,加入1mLFe(OH)3懸液(含Fe量約為616mg/mL),用去離子水裝滿液封,在28℃下厭氧暗光培養(yǎng)1周。將培養(yǎng)后的土樣懸液于700r/min離心10min,取上清液作為微生物接種液,備用。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]太湖西岸典型區(qū)域沉積物的硫鐵分布特征及環(huán)境意義[J]. 吳松峻,汪旋,季秋憶,王明玥,趙艷萍,王國祥. 湖泊科學. 2019(04)
[2]黃河干流表層沉積物總磷、總鐵的含量及相關性分析[J]. 楊宏偉,馬旭陽. 環(huán)境科學與技術. 2015(08)
[3]有機質對大型富營養(yǎng)化淺水湖泊沉積物磷吸附特征的影響[J]. 肖文娟,李慧,曹秀云,宋春雷,周易勇. 水生態(tài)學雜志. 2011(06)
[4]洱海沉積物有機質、鐵、錳對磷的賦存特征和釋放影響[J]. 張仕軍,齊慶杰,王圣瑞,焦立新,金相燦,楊蘇文,趙海超. 環(huán)境科學研究. 2011(04)
[5]烏梁素海沉積物中有機質與營養(yǎng)元素分布特征研究[J]. 趙勝男,李暢游,史小紅,李衛(wèi)平,孫標. 中國農村水利水電. 2010(05)
[6]云貴高原深水湖庫環(huán)境過程及水源保護途徑[J]. 萬國江. 中國工程科學. 2009(05)
[7]鄰菲羅啉分光光度法測定污水中的總鐵[J]. 郝新煥. 石油化工腐蝕與防護. 2006(04)
[8]密云水庫沉積物-水界面磷的地球化學作用[J]. 劉曉端,徐清,劉瀏,武佃衛(wèi). 巖礦測試. 2004(04)
[9]云南高原現代湖泊沉積物中鐵的自生礦物[J]. 王云飛. 海洋與湖沼. 1987(01)
博士論文
[1]河口沉積物硫的地球化學特征及其與鐵和磷的耦合機制初步研究[D]. 孫啟耀.中國科學院煙臺海岸帶研究所 2016
[2]鐵氧化物-有機質復合物對磷的吸附與形態(tài)調控效應研究[D]. 閆金龍.西南大學 2016
[3]南極嗜冷菌Marinomonas sp. NJ522的低溫超氧化物歧化酶及其生境適應性研究[D]. 鄭洲.中國海洋大學 2006
[4]中國邊緣海典型海域沉積物早期成巖過程中硫的循環(huán)[D]. 蒲曉強.中國科學院研究生院(海洋研究所) 2005
碩士論文
[1]異化鐵還原與有機磷水解的季節(jié)性差異機制[D]. 張靳楠.內蒙古大學 2019
[2]膠州灣沉積物中硫酸鹽還原和鐵異化還原的影響因素研究[D]. 張璐.中國海洋大學 2014
[3]外源硫酸鹽對武漢南湖沉積物磷遷移特性的作用[D]. 袁探.華中農業(yè)大學 2011
[4]東海陸架沉積物中鐵的早期化學成巖作用[D]. 呂仁燕.中國海洋大學 2011
[5]洱海沉積物中鐵對磷賦存特征及吸附釋放的影響[D]. 張仕軍.遼寧工程技術大學 2011
本文編號:3039515
【文章來源】:內蒙古大學內蒙古自治區(qū) 211工程院校
【文章頁數】:84 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
理想的沉積物氧化還原序列及氧化還原帶Fig.1.1Idealredoxzoneofsediments
研究技術路線圖
內蒙古大學碩士學位論文8圖2.1采樣點分布圖以及柱芯Eh值Fig.2.1LocationofsamplingandEhvalueofsedimentscore2.2.2微生物實驗(1)菌株的選擇:為對比研究烏梁素海沉積物土著異化鐵還原菌(FeRBW)的還原能力,本研究系統(tǒng)分離純化了烏梁素海沉積物中的異化鐵還原菌(FeRBW),同時選取沉積物氧化還原梯度帶上典型的三種模式菌株,硝酸鹽還原菌Nitrate-reducingbacteria(NRB),異化鐵還原菌Fe(Ⅲ)-reducingbacteria(FeRBB),硫酸鹽還原菌sulfate-reducingbacteria(SRB)以進行實驗。硝酸鹽還原菌(施氏假單胞菌PseudomonasstutzeriStrainCW(CCTCCAB2013114))、異化鐵還原菌(北極希瓦氏菌(KCTC23109))和硫酸鹽還原菌(脫硫弧菌脫硫亞種Desulfovibriodesulfuricanssubsp.desulfuricans(ATCC7757))分別來自中國典型培養(yǎng)物保藏中心、中國海洋微生物菌種保藏管理中心和美國模式菌種收集中心。(2)菌液的制備:烏梁素海本土異化鐵還原菌:a.微生物接種液的制備:稱取10g新采集的烏梁素海表層(0-10cm)沉積物于50ml血清瓶中,加入1mLFe(OH)3懸液(含Fe量約為616mg/mL),用去離子水裝滿液封,在28℃下厭氧暗光培養(yǎng)1周。將培養(yǎng)后的土樣懸液于700r/min離心10min,取上清液作為微生物接種液,備用。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]太湖西岸典型區(qū)域沉積物的硫鐵分布特征及環(huán)境意義[J]. 吳松峻,汪旋,季秋憶,王明玥,趙艷萍,王國祥. 湖泊科學. 2019(04)
[2]黃河干流表層沉積物總磷、總鐵的含量及相關性分析[J]. 楊宏偉,馬旭陽. 環(huán)境科學與技術. 2015(08)
[3]有機質對大型富營養(yǎng)化淺水湖泊沉積物磷吸附特征的影響[J]. 肖文娟,李慧,曹秀云,宋春雷,周易勇. 水生態(tài)學雜志. 2011(06)
[4]洱海沉積物有機質、鐵、錳對磷的賦存特征和釋放影響[J]. 張仕軍,齊慶杰,王圣瑞,焦立新,金相燦,楊蘇文,趙海超. 環(huán)境科學研究. 2011(04)
[5]烏梁素海沉積物中有機質與營養(yǎng)元素分布特征研究[J]. 趙勝男,李暢游,史小紅,李衛(wèi)平,孫標. 中國農村水利水電. 2010(05)
[6]云貴高原深水湖庫環(huán)境過程及水源保護途徑[J]. 萬國江. 中國工程科學. 2009(05)
[7]鄰菲羅啉分光光度法測定污水中的總鐵[J]. 郝新煥. 石油化工腐蝕與防護. 2006(04)
[8]密云水庫沉積物-水界面磷的地球化學作用[J]. 劉曉端,徐清,劉瀏,武佃衛(wèi). 巖礦測試. 2004(04)
[9]云南高原現代湖泊沉積物中鐵的自生礦物[J]. 王云飛. 海洋與湖沼. 1987(01)
博士論文
[1]河口沉積物硫的地球化學特征及其與鐵和磷的耦合機制初步研究[D]. 孫啟耀.中國科學院煙臺海岸帶研究所 2016
[2]鐵氧化物-有機質復合物對磷的吸附與形態(tài)調控效應研究[D]. 閆金龍.西南大學 2016
[3]南極嗜冷菌Marinomonas sp. NJ522的低溫超氧化物歧化酶及其生境適應性研究[D]. 鄭洲.中國海洋大學 2006
[4]中國邊緣海典型海域沉積物早期成巖過程中硫的循環(huán)[D]. 蒲曉強.中國科學院研究生院(海洋研究所) 2005
碩士論文
[1]異化鐵還原與有機磷水解的季節(jié)性差異機制[D]. 張靳楠.內蒙古大學 2019
[2]膠州灣沉積物中硫酸鹽還原和鐵異化還原的影響因素研究[D]. 張璐.中國海洋大學 2014
[3]外源硫酸鹽對武漢南湖沉積物磷遷移特性的作用[D]. 袁探.華中農業(yè)大學 2011
[4]東海陸架沉積物中鐵的早期化學成巖作用[D]. 呂仁燕.中國海洋大學 2011
[5]洱海沉積物中鐵對磷賦存特征及吸附釋放的影響[D]. 張仕軍.遼寧工程技術大學 2011
本文編號:3039515
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