鈣鎂碳酸鹽礦物是自然界中廣泛分布和實(shí)驗(yàn)體系中十分常見(jiàn)的礦物。研究表明,細(xì)菌能夠改變其所處微環(huán)境的理化性質(zhì),誘導(dǎo)形成各種類(lèi)型和形態(tài)的鈣鎂碳酸鹽礦物。細(xì)菌誘導(dǎo)碳酸鹽礦物形成機(jī)制的研究在豐富土壤形成和演化理論、污染土壤的生物修復(fù)、大氣CO2的固定以及元素的生物地球化學(xué)循環(huán)等方面均具有十分重要的意義。然而,在細(xì)菌作用下鈣鎂碳酸鹽礦物形成的機(jī)制方面仍存在諸多不明之處。鑒于微生物誘導(dǎo)鈣鎂碳酸鹽礦物形成機(jī)制的研究所具有的重大意義及目前研究中存在的不足,本文分別利用Arobaacter sp.MF-2和Curvibacter sp.HJ-1及其分泌的胞外聚合物在不同Mg/Ca摩爾比條件下進(jìn)行了碳酸鹽礦化實(shí)驗(yàn),同時(shí)完成了相應(yīng)的對(duì)照實(shí)驗(yàn),通過(guò)跟蹤觀察礦化環(huán)境的動(dòng)態(tài)變化、剖析礦物種類(lèi)和形態(tài)的演變過(guò)程以及同位素分餾特征,探討了細(xì)菌誘導(dǎo)鈣鎂碳酸鹽礦物形成的機(jī)制。主要研究結(jié)果可以概括如下:（1）細(xì)菌種類(lèi)對(duì)碳酸鹽礦物種類(lèi)和形態(tài)的影響。菌株MF-2作用下傾向于形成方解石,而菌株HJ-1更有利于亞穩(wěn)態(tài)礦物（球霰石和文石）的形成。兩株細(xì)菌作用下礦物形態(tài)的演變趨勢(shì)基本上相似,菌株MF-2:桿狀→啞鈴狀→花菜狀→球狀;菌株H... 

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圖１－２碳酸鹽成核現(xiàn)象示意圖（Ｍｅｌｄｒｕｍ?ａｎｄ?Ｓｅａｒ，?２００８）??Ｆｉｇ．?１－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｃａｒｂｏｎａｔｅ?ｎｕｃｌｅａｔｉｏｎ??

?第１章微生物成因碳酸鹽礦物的研究進(jìn)展???ＭＢ??ａ）?／?＼?ｗ??ｔ）?＊??４?Ａ．??ｃ｝?＋?＿??ｗ?ｉ?Ｊｒ??圖１－３碳酸鹽晶體生長(zhǎng)機(jī)制（ａ，離子聚集；ｂ，奧斯特瓦爾德成熟；ｃ，聚合）（Ｐｏｌｏｗｃｚｙｋｅｔ??ａｌ．，?２０１６）??Ｆｉｇ．?１－３?Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｏｆ?ｃａｒｂｏｎａｔｅ?ｃｒｙｓｔａｌ?ｇｒｏｗｔｈ：?（ａ）?ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ?ｏｆ?ｎｅｗ?ｉｏｎｓ?ｔｏ?ｔｈｅ?ｅｘｉｓｔｉｎｇ??ｃｒｙｓｔａｌｌｉｔｅ；?（ｂ）?Ｏｓｔｗａｌｄ?ｒｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ；?ａｎｄ?（ｃ）?ｃｏａｌｅｓｃｅｎｃｅ??１．８碳酸鹽微生物礦化的影響因素??Ｍｇ－Ｃａ體系中碳酸鹽的微生物礦化過(guò)程比較復(fù)雜，影響碳酸鹽礦化的因素很??多。任何一種因素發(fā)生改變也許會(huì)引起其他環(huán)境因素發(fā)生相應(yīng)的變化，對(duì)碳酸鹽??礦化的過(guò)程產(chǎn)生或多或少的影響，所形成的碳酸鹽礦物的種類(lèi)、形態(tài)和性質(zhì)也均??會(huì)發(fā)生不同程度的改變。??１．８．１微生物種類(lèi)??研究發(fā)現(xiàn)，無(wú)論是自養(yǎng)還是異養(yǎng)、細(xì)菌還是真菌，幾乎所有微生物在特定的??環(huán)境下都具有誘導(dǎo)碳酸鹽礦物沉淀的能力（Ｂｏｑｕｅｔｅｔａｌ．，１９７３；周雪瑩等，２０１０）。??當(dāng)然不同微生物形成的碳酸鹽礦物種類(lèi)及形態(tài)也會(huì)有所不同（Ｆｅｒｒｅｒｅｔａｌ．，?１９８８）。??此外，微生物礦化過(guò)程中，微生物的新陳代謝活動(dòng)會(huì)改變微環(huán)境的物理化學(xué)因素，??創(chuàng)造碳酸鹽沉淀的有利條件（Ｄｅｎｇ?ｅｔａｌ．，?２０１０）。另外，不同微生物代謝分泌的??胞外聚合物組成也不一樣，而研究已經(jīng)表明胞外聚合物對(duì)碳酸鹽礦化有著顯著的??影響（Ｅｒｃｏｌｅ?ｅｔａｌ．，?２

ｓｐ．?ＭＦ－２和Ｃｗｒｖ／ｈｃ／ｅｒｓｐ．?ＨＪ－１誘導(dǎo)興鎂碳酸鹽礦物的形成機(jī)制??ａ?ｂ??’？，．?、?氣?％?．．．?＾?ｎ??＇?％?翁．．．１．?、▲參如－??Ｍ＿＿ｌ??．．ｎ－?＾?＾?＊?０．５，ｍ??ｔ?４?．?ｆ?＊?Ａ?，?ｆ?茲舊�。�?ｆ??圖２－１菌株ＭＦ－２的ＴＥＭ照片??Ｆｉｇ．２－１?ＴＥＭ?ｉｍａｇｅ?ｏｆ?ｓｔｒａｉｎ?ＭＦ－２??注：ａ－幼齡細(xì)菌（２４?ｈ）；?ｂ－成熟細(xì)菌（４８?ｈ）??■－?：??ａ?ｂ??二：：：：＾＾??〇．）（ｉｍ?ｆ?０？寧ｉｉ??ｊｇａｇｊｉｗ——————ＢｉＨＷＢｔｍＢＷ———ｉ——■ｖ—ｉ——Ｍｉ??圖２－２菌株ＨＪ－１的ＴＥＭ照片??Ｆｉｇ．２－２?ＴＥＭ?ｉｍａｇｅ?ｏｆ?ｓｔｒａｉｎ?ＨＪ－１??注：ａ－幼齡細(xì)菌（２４?ｈ）；?ｂ－成熟細(xì)菌（４８?ｈ）??２．１．２培養(yǎng)基成分??Ｃａ２＋和Ｍｇ２＋是大多數(shù)細(xì)菌礦化的首選陽(yáng)離子，為了排除Ｃａ２＋和Ｍｇ２＋之外的??其他離子對(duì)碳酸鹽礦化的干擾，實(shí)驗(yàn)選擇改良的不含Ｃ０產(chǎn)或ＨＣ０３＿的Ｍ－２培養(yǎng)??基（Ｇｏｎｚｄｌｅｚ－Ｍｕｆｉｏｚ?ｅｔ?ａｌ．，２０００）。將?０．０５?ｍｏｌ?Ｃａ（ＣＨ３ＣＯＯ）２?？氏０、０．０７５?ｍｏｌ??Ｍｇ（ＣＨ３ＣＯＯ）２？４Ｈ２〇、ｌＯｇ胰蛋白胨（不含鎂鈣元素）溶解于裝有１?Ｌ去離子水的??錐形瓶中，藥品純度為分析純，將上述溶液ｐＨ值調(diào)至８．０，制成鎂鈣比為１．５的??Ｍ－２液體培養(yǎng)基，１２１°Ｃ下滅菌２０?ｍｉｎ。在液體培養(yǎng)基中加入１．８％的瓊脂粉即??２０??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]賴(lài)氨酸芽孢桿菌GW-2菌株作用下碳鈣鎂石的形成[J]. 徐青龍,李福春,張寵宏,李學(xué)林.  微生物學(xué)報(bào). 2015(05)
[2]梭菌對(duì)含鎂方解石形態(tài)的控制及其可能機(jī)理[J]. 李福春,馬恒,蘇寧,王金平,劉銘艷,汪君,滕飛.  高校地質(zhì)學(xué)報(bào). 2011(01)
[3]不同培養(yǎng)條件對(duì)膠質(zhì)芽孢桿菌誘導(dǎo)碳酸鈣晶體形成的影響[J]. 周雪瑩,杜葉,連賓.  微生物學(xué)報(bào). 2010(07)
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[5]四川盆地中侏羅統(tǒng)沙溪廟組鈣質(zhì)結(jié)核的碳、氧同位素特征[J]. 梁斌,王全偉,闞澤忠.  礦物巖石. 2007(02)
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碩士論文
[1]叢毛單胞菌HJ-1菌株誘導(dǎo)碳酸鹽礦物形成機(jī)理的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 李磊.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
[2]Lysinibacillus sp. GW-2和Arthrobacter sp. MF-2誘導(dǎo)碳酸鹽礦物的形成及機(jī)理[D]. 徐青龍.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015



本文編號(hào)：3421365