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相似文献
 共查询到18条相似文献，搜索用时 109 毫秒
1.
以富营养化的胶州湾一个柱状沉积物为例，用细化的铁形态分析及量化的铁氧化物还原活性相结合的方法研究了沉积物中铁的成岩作用过程。结果表明，这两种方法相结合的结果能更详细示踪铁的转化并能从多视角提供铁成岩作用的细微差别。这一方法有望应用于其它研究中更好地揭示复杂的铁和硫的生物地球化学循环。铁微生物还原在上部沉积物铁的还原中起重要作用，但12 cm深度以下铁被硫化物的化学还原为主要过程。最具生物活性的无定形铁氧化物是铁微生物还原的主要参与者，然后依次为弱晶态铁氧化物和磁铁矿，晶态铁氧化物几乎不参与铁的成岩循环。沉积物上部铁微生物还原的重要作用主要是活性铁含量高而活性有机质含量低共同作用的结果，且后者也是沉积物中硫酸盐还原速率以及硫化物积累的最终制约因素。对比研究表明，通过还原性溶解动力学方法表征的微生物可还原的铁氧化物主要由无定形和弱晶态铁氧化物组成，其总体活性常数相当于老化的水铁矿，且随深度增加而减低。  相似文献   

2.
海洋沉积物中异化铁还原细菌还原重金属Cr(VI)研究   总被引：1，自引：0，他引：1  
刘洪艳  王珊 《海洋科学》2019,43(5):19-26
利用异化铁还原细菌处理Cr（VI）是重金属污染修复领域的一个新兴研究方向。本文以海洋沉积物中异化铁还原混合菌群为研究对象，分析铁还原细菌异化铁还原性质对重金属Cr（VI）还原效率的影响。菌群异化铁还原性质的实验结果表明，以柠檬酸铁和氢氧化铁为不同电子受体时，菌群异化铁还原的效率存在差异，培养体系累积Fe（Ⅱ）浓度分别为85.08 ±5.85 mg/L和32.55 ±4.78 mg/L。电子受体对混合菌群组成的影响主要表现在，以柠檬酸铁和氢氧化铁为电子受体时，混合菌群多样性Shannon指数分别是4.615和4.158，较对照组高（Shannon指数3.735）。异化还原Fe（Ⅲ）培养体系中，细菌种群的优势菌属是Clostridium，属于梭菌目Clostridiales，表明梭菌是参与Fe（Ⅲ）还原的主要优势菌。菌群异化铁还原性质对Cr（VI）还原效率影响的实验结果表明，柠檬酸铁为电子受体，细菌在Fe（Ⅲ）浓度为1 120 mg/L时异化铁还原效率高，并且还原Cr（VI）达100%。氢氧化铁为电子受体，Fe（Ⅲ）浓度1 680 mg/L时，异化铁还原Cr（VI）效率高（72%），是对照组4倍。研究结果为进一步应用微生物治理重金属Cr（VI）污染提供理论依据。  相似文献   

3.
利用异化铁还原细菌处理Cr(Ⅵ)是重金属污染修复领域的一个新兴研究方向。本文以海洋沉积物中异化铁还原混合菌群为研究对象,分析铁还原细菌异化铁还原性质对重金属Cr(Ⅵ)还原效率的影响。菌群异化铁还原性质的实验结果表明,以柠檬酸铁和氢氧化铁为不同电子受体时,菌群异化铁还原的效率存在差异,培养体系累积Fe(II)浓度分别为85.08±5.85 mg/L和32.55±4.78 mg/L。电子受体对混合菌群组成的影响主要表现在,以柠檬酸铁和氢氧化铁为电子受体时,混合菌群多样性Shannon指数分别是4.615和4.158,较对照组高(Shannon指数3.735)。异化还原Fe(Ⅲ)培养体系中,细菌种群的优势菌属是Clostridium,属于梭菌目Clostridiales,表明梭菌是参与Fe(Ⅲ)还原的主要优势菌。菌群异化铁还原性质对Cr(Ⅵ)还原效率影响的实验结果表明,柠檬酸铁为电子受体,细菌在Fe(Ⅲ)浓度为1 120 mg/L时异化铁还原效率高,并且还原Cr(Ⅵ)达100%。氢氧化铁为电子受体, Fe(Ⅲ)浓度1 680 mg/L时,异化铁还原Cr(Ⅵ)效率高(72%),是对照组4倍。研究结果为进一步应用微生物治理重金属Cr(Ⅵ)污染提供理论依据。  相似文献   

4.
姜学钧  文丽  林学辉  姚德 《海洋科学》2009,33(12):114-121
借助相分析中的偏提取方法对取自东太平洋深海平原上的成岩型铁锰结核进行了选择性提取实验以研究稀土元素在其中各矿物或氧化物相中的分布模式以及铁氧化物和锰氧化物对稀土元素的吸附机制.结果显示,尽管1 nm-水锰矿相对无定形铁的氧化物/氢氧化物而言是成岩型结核中的优势矿物,但是稀土元素主要富集在无定形铁的氧化物/氢氧化物中.虽然稀土元素在海水中主要是以碳酸盐络合物的形式存在,但是无定形铁的氧化物/氢氧化物则是从海水中获得自由稀土元素离子来络合,而1 nm-水锰矿则直接吸附稀土元素的碳酸盐络合物.因此,无定形铁的氧化物/氢氧化物对稀土元素来说具有比1 nm-水锰矿更强的络合能力.成岩型结核的Ce负异常是由于成岩型结核形成于缺氧微环境中,该环境不能把可溶性的Ce~(3+)氧化成不溶性的Ce~(4+)发生沉淀.  相似文献   

5.
沉积物是海洋生态系统磷循环的载体之一,铁氧化物作为海洋沉积物活性组分的重要部分,对磷在沉积物上的吸附解吸有着重要贡献,进而影响着磷在沉积物-水界面的交换。本文利用自行合成的α-Fe_2O_3和无定形氧化铁,研究了无机磷(以KH_2PO_4为例)在其上的吸附特征,并考察了离子强度等对该吸附过程的影响。结果表明,无定形氧化铁对无机磷的吸附平衡时间较短且吸附量较大,这与其较差的结晶度,较大的比表面积有关。无机磷在氧化铁上的吸附等温线符合Freundlich吸附等温式,研究发现两种铁氧化物的吸附热力学函数均为ΔH~θ0,ΔG~θ0,ΔS~θ0,说明整个吸附过程是吸热、自发、熵增加的过程;随着离子强度的增大,无机磷在两种铁氧化物上的平衡吸附量增加,吸附pH边曲线实验发现,无定形氧化铁对无机磷的吸附量随着pH的升高而减小。  相似文献   

6.
柠檬酸钠-重碳酸钠-连二亚硫酸钠(CBD)是否可以区分土壤和沉积物中碎屑成因和成土成因铁氧化物,是否可以溶解粗粒级的铁氧化物矿物存在诸多争议。为此,研究了各种粗粒级(>63μm)铁氧化物在室温和加热条件下CBD处理铁溶出量随时间的变化。结果表明,即使在室温条件下,CBD也能够溶解粗颗粒(>63μm)的铁氧化物,在CBD中溶解速度最大的是赤铁矿,铁的溶出量较多的是针铁矿,溶解速度较慢的是磁铁矿;在加热条件下,各种铁氧化物溶出量都整体升高。黄铁矿高温煅烧转化形成的赤铁矿,在常温和加热条件下溶出量相对较多,说明粒径越小,溶出量越大。  相似文献   

7.
为深入了解西太平洋边缘海水体中的Fe元素存在和分布特征,以2016-06采集的西太平洋边缘海表层悬浮体为研究对象,运用扫描电子显微镜和能谱仪相结合的方法,对自生铁氧化物集合体进行系统观察及统计分析,发现该类集合体在研究区表层水体中普遍存在,且不同海域组成有所差异。依据其结晶程度可以分成非晶质铁氧化物集合体和晶质铁氧化物集合体两类。前者按其集合体形划分为非晶质复合铁氧化物集合体、非晶质胶状集合体和非晶质球粒状铁氧化物集合体三个亚类,主要矿物成分都为水铁矿;后者按其微晶晶形特征分为纤维状微晶集合体、粒状微晶集合体及鳞片状微晶集合体,主要矿物成分包括针铁矿、赤铁矿和纤铁矿。水铁矿及纤铁矿为水体中Fe~(3+)的直接沉淀形成,针铁矿和赤铁矿为亚稳定的水铁矿或其他铁氧化物的转化形成。自生铁氧化物形成和分布受河流输入、沿岸冲淡水和生物活动等多种因素的影响。  相似文献   

8.
东海沉积物中铁(Ⅲ)氧化物还原活性的动力学表征   总被引：3，自引：1，他引：2  
运用还原性溶解动力学实验和活性连续体(reactive continuum)模型表征了东海表层和柱状沉积物中铁(Ⅲ)氧化物的还原活性及反应进程中的动力学行为,通过动力学数据拟合得到了活性铁氧化物理论含量m0、表观速率常数k'和活性非均匀度γ。结果表明,表层沉积物中铁氧化物的m0在26.14~60.51 μmol/g之间,变化较小;表征高活性铁氧化物还原动力学行为的标准化初始还原速率(J/m0=k')变化也较小,最大相差仅7.25倍;但不同站位沉积物中铁氧化物活性的非均匀度变化较大,当铁氧化物溶解达到90%时,其速率与初始速率相差2~4个数量级。表层沉积物中铁氧化物的m0,k'和γ 3个动力学参数之间不存在相关性;柱状沉积物中m0,k'和γ 3个动力学参数都随深度的增加呈总体减小的趋势,且三者之间存在良好的线性关系,这是沉积物早期成岩作用中铁成岩循环的结果。与传统的化学提取相比,活性连续体模型得到3个动力学参数(m0,k'和γ)能从多个角度表征铁氧化物还原活性和动力学行为的细微差别。  相似文献   

9.
本研究以分离自西北印度洋深海热液硫化物的铁还原栖热腔菌(Thermosipho ferrireducens) JL129W03T为研究对象,在以四方纤铁矿(β FeOOH)为电子受体条件下,测定了不同培养时间的细胞生长量和主要的代谢产物,并结合其基因组信息预测了主要代谢途径。结果表明,厌氧糖酵解是该菌的主要代谢途径,发酵代谢产物包括乙醇、乙酸、乳酸、丁酸和CO2。同时,该菌含有\[Fe Fe\]型氢酶,可以利用厌氧发酵过程产生的还原态铁氧还蛋白获得电子产生H2。在培养基中添加四方纤铁矿后,促进了菌株的最大细胞生长量(3.17×107 cells/mL至2.19×108 cells/mL),也促进了菌株对淀粉和纤维素的利用率(分别提高了100%和34%)。同时,培养基中添加四方纤铁矿后,菌株JL129W03的乙醇产量增加了76%,而丁酸的产量却降低了73%,对H2、乙酸、乳酸的产生影响较小。本研究对了解Thermosipho ferrireducens JL129W03T的生理代谢特点和进一步应用开发清洁能源(H2、乙醇等)奠定了基础。  相似文献   

10.
运用还原性溶解动力学实验和活性连续体(reactive continuum)模型表征了东海表层和柱状沉积物中铁(Ⅲ)氧化物的还原活性及反应进程中的动力学行为,通过动力学数据拟合得到了活性铁氧化物理论含量m0、表观速率常数k'和活性非均匀度γ。结果表明,表层沉积物中铁氧化物的m0在26.14~60.51 μmol/g之间,变化较小;表征高活性铁氧化物还原动力学行为的标准化初始还原速率(J/m0=k')变化也较小,最大相差仅7.25倍;但不同站位沉积物中铁氧化物活性的非均匀度变化较大,当铁氧化物溶解达到90%时,其速率与初始速率相差2~4个数量级。表层沉积物中铁氧化物的m0,k'和γ 3个动力学参数之间不存在相关性;柱状沉积物中m0,k'和γ 3个动力学参数都随深度的增加呈总体减小的趋势,且三者之间存在良好的线性关系,这是沉积物早期成岩作用中铁成岩循环的结果。与传统的化学提取相比,活性连续体模型得到3个动力学参数(m0,k'和γ)能从多个角度表征铁氧化物还原活性和动力学行为的细微差别。  相似文献   

11.
Discovery Bay, a carbonate-dominated embayment in north Jamaica, has been subject to inputs for 40 years of iron-rich bauxite sediment associated with the local mining and transport of processed bauxite. As such, this site is an ideal natural laboratory to study the records and impacts of iron oxide inputs upon geochemical, diagenetic, and microbial processes in tropical carbonate sediments.Total Fe contents in sites in the bay not receiving bauxite inputs are negligible and porewater Ca2+, SO42− and Cl− indicate that bacterial sulphate reduction is an important process. In contrast, surface sediments receiving bauxite inputs contain significant total Fe, from 44 μmol/g in shallow (5 m water depth) sites to 110 μmol/g in deeper (20 m water depth) sites. Up-core increases in total Fe record increased temporal inputs into the bay. Within these Fe-rich sediments porewater data shows the presence of FeII released by bacterial FeIII reduction. There is no direct evidence for significant bacterial sulphate reduction in these sediments. Iron oxides within all bauxite-impacted sediments display a high potential reducibility, from 40% to 80% of the total Fe present as dithionite-extractable FeIII. Experimental analysis of the potential susceptibility to, and rates of, bacterial FeIII reduction, utilising Discovery Bay sediment and Shewanella putrefaciens CN32 (a known FeIII-reducer) has confirmed the high bacterial reducibility of iron oxides within the sediment. Up to 75% of initial dithionite-extractable FeIII in the sediments was reduced over 15 days.The presence of iron oxides within the Discovery Bay shallow marine carbonate systems has markedly altered the chemical diagenetic processes taking place, with a shift from apparent dominance of bacterial sulphate reduction at non-impacted (Fe-poor) sites, to highly significant bacterial FeIII reduction in Fe-rich bauxite-impacted sediments. Given the perceived global increases in terrigenoclastic sediment inputs into tropical carbonate systems as a result of land-use and climate changes, coupled with the documented role that iron oxide reduction plays in nutrient and contaminant cycling in sediment systems, more research into the perturbation of early diagenesis by iron oxide inputs is required.  相似文献   

12.
Chemical extraction techniques show that the majority of the arsenic in North Atlantic deep-sea sediments is associated with an iron phase compositionally similar to that found in deep-sea ferromanganese nodules (As/Fe ～ 11 · 10?4) and is probably of seawater origin. Some sediments also contain As associated with Fe oxides produced by continental weathering. A minority (～8%) of the arsenic is of detrital origin but is not associated with Fe or Mn oxides; it has a content (1.7 ppm) similar to the average crustal abundance. In the Eastern Mediterranean Sea, near-shore sediments contain As associated with land-derived Fe oxides (As/Fe ～ 2 · 10?4), but As/Fe ratios increase to ～ 13 · 10?4 in deep-sea sediments as the contribution of seawater derived arsenic becomes dominant. Arsenic is enriched in metalliferous sediments (As/Fe ～ 20?50 · 10?4) but As/P ratios of metalliferous sediments, deep-sea ferromanganese nodules and deep-ocean water are all similar. Although a hydrothermal contribution cannot be discounted, it is likely that the arsenic is also of seawater origin, suggesting that hydrothermal iron oxyhydroxides remove As more efficiently from seawater than do iron phases (goethite) in deep-sea sediments and nodules. Arsenic accumulates in deep-sea sediments (～ 6 μg cm?2 10?3 yr?1) at sediments (～ 120 μg cm?2 10?3 yr?1) at rate sufficient to balance river input input (～3 · 1010 g yr?1). These estimates give an oceanic residence time for arsenic of 1–2 · 105 yr.  相似文献   

13.
运用溶解动力学实验及活性连续体模型表征了长江河口至东海邻近海域表层沉积物中铁(Fe)和磷(P)的活性。通过动力学数据拟合得到了活性组分的理论含量m0和表观速率常数k。结果表明，Fe(Ⅱ)普遍存在于表层沉积物中，这应是高活性有机络合态Fe(Ⅲ)絮凝/沉淀到沉积物中后快速还原的结果。沉积物中黏土及总有机碳（TOC）含量对Fe(Ⅱ)的m0及其k值起重要控制作用。从长江河口至邻近海域沉积物中Fe(Ⅱ)均以FeCO3形态为主，FeCO3的溶解及与之相结合磷(主要为交换态P和自生P)的释放导致Fe(Ⅱ)和P具有相似的溶解动力学特征。与吸附于Fe(Ⅱ)矿物相的P相比，与Fe(Ⅱ)矿物相共沉淀的P的m0较高，但k较低。与TOC含量较低的粗粒沉积物中的Fe(Ⅲ)相比，TOC含量较高的细粒沉积物中Fe(Ⅲ)的m0值较小，但k值较大。以上特征是Fe不同的氧化还原过程导致的。Fe(Ⅲ)氧化物的含量(m0)和活性(k)总体上控制着与之相结合P的含量(m0)及溶解活性(k)。虽然传统活性Fe形态分析未能揭示出长江河口沉积物中活性Fe的富集作用，但溶解动力学表征结果表明，Fe的絮凝/沉淀导致河口沉积物中活性Fe的明显富集，且该过程主要发生在盐度明显增加的低盐度河口区。  相似文献   

14.
南沙群岛海域表层沉积物中有机物、铁和锰的分布特征   总被引：1，自引：0，他引：1  
通过1997年11月（冬季）和1999年7月（夏季）两个航次对南沙群岛海域的现场调查，实测了南沙深海盆表层沉积物中的有机物，Fe和Mn的含量，讨论了沉积物中Fe、Mn的平面和深度分布。在沉积物的上层几厘米处Fe和Mn都出现了峰值，这是上层Mn^2 （Fe^2 ）氧化，再沉淀引起的，沉积物中Fe和Mn的深度分布是氧化锰（铁）和氢氧化锰（铁）的还原，扩散和再沉淀的结果，细菌在海洋环境的Fe、Mn循环中起着重要的作用，在大洋底的厌氧环境中细菌将Fe、Mn还原为低价离子或可溶性化合物向间隙水和上覆水移动，在沉积物表层的氧化条件下细菌又使环境中的Fe、Mn沉淀，使其再次富集。  相似文献   

15.
Submarine groundwater discharge in coastal settings can massively modify the hydraulic and geochemical conditions of the seafloor. Resulting local anomalies in the morphology and physical properties of surface sediments are usually explored with seismo-acoustic imaging techniques. Controlled source electromagnetic imaging offers an innovative dual approach to seep characterization by its ability to detect pore-water electrical conductivity, hence salinity, as well as sediment magnetic susceptibility, hence preservation or diagenetic alteration of iron oxides. The newly developed electromagnetic (EM) profiler Neridis II successfully realized this concept for a first time with a high-resolution survey of freshwater seeps in Eckernf?rde Bay (SW Baltic Sea). We demonstrate that EM profiling, complemented and validated by acoustic as well as sample-based rock magnetic and geochemical methods, can create a crisp and revealing fingerprint image of freshwater seepage and related reductive alteration of near-surface sediments. Our findings imply that (1) freshwater penetrates the pore space of Holocene mud sediments by both diffuse and focused advection, (2) pockmarks are marked by focused freshwater seepage, underlying sand highs, reduced mud thickness, higher porosity, fining of grain size, and anoxic conditions, (3) depletion of Fe oxides, especially magnetite, is more pervasive within pockmarks due to higher concentrations of organic and sulfidic reaction partners, and (4) freshwater advection reduces sediment magnetic susceptibility by a combination of pore-water injection (dilution) and magnetite reduction (depletion). The conductivity vs. susceptibility biplot resolves subtle lateral litho- and hydrofacies variations.  相似文献   

16.
南海自新生代以来发育了大量的碳酸盐岩台地和生物礁, 并普遍发生白云岩化作用, 具有广阔的油气勘探前景。文章通过开展岩相学观察、矿物学分析、常微量元素和碳氧同位素分析, 同时结合Fe组分及Fe同位素地球化学分析, 对南沙群岛南科1井白云岩的发育特征和成岩环境进行了系统研究。结果表明: 南科1井上中新统—下更新统白云岩主要形成于近地表环境中, 溶蚀孔隙发育, 残余结构明显。白云岩层中发育有多个与暴露成因有关的界面, 未发现石膏层的存在。同时, 白云岩普遍具有低Fe、Mn和Sr的特征以及与现代海水相似的REE分布模式, δ13C和δ18O多为正值, 但不存在相关性。整体来看, 白云岩可能形成于轻微蒸发海水的渗透回流作用, 还受到了与古气候变冷有关的海平面下降的控制。此外, 南科1井岩芯中多个层位发育铁白云石, 并且集中分布在暴露面附近。Fe组分和Fe同位素组成结果显示, 白云岩中Fe主要来源于海水中碳酸盐的沉淀, 成岩过程中基本不存在额外的陆源或热液来源的Fe混入。铁白云石主要形成于低温和浅埋藏环境中, 大气淡水对生物骨架、生物碎屑以及自生碳酸盐矿物的淋滤-溶解作用为其提供了重要的物质来源。作为生物礁体暴露地表期间的产物, 铁白云石的发育层位可能指示着低海平面时期。  相似文献   

17.
海底热液喷发形成的热液羽状流中富含成矿物质，并沉淀在距离热液喷口不等的范围内。对西南印度洋中脊热液喷口附近、距离喷口中等距离、远离喷口的六个表层沉积物样品开展了不同粒度沉积物的便携式XRF（PXRF）分析。结果表明，PXRF可以有效获得的洋中脊钙质沉积物中成矿元素的富集特征。>40目的沉积物样品具有较高的Cu、Zn、Fe、Mn等元素含量，40目以下沉积物中则相对稳定，可能与粗粒沉积物中玄武岩碎屑/玻璃含量较高有关，与镜下鉴定结果一致。以热液喷口为中心，表层沉积物中表现出Cu、Zn、As、Fe、Mn的元素分带，靠近喷口的沉积物中具有较高的成矿元素的含量，并具有较高的Cu/Fe、Zn/Fe比值或者Cu/Mn与Zn/Mn比值。上述结论表明，洋中脊沉积物中成矿元素的含量主要受与喷口的距离的影响，而与粒度的关系不大，洋中脊沉积物地球化学找矿应采用40目以下粒径沉积物作为分析样品。通过PXRF获得的Cu、Zn、As、Fe、Mn等元素含量及其比值特征可以作为海底多金属硫化物沉积物地球化学找矿的指标，该方法满足快速有效识别洋中脊沉积物中地球化学异常的要求。  相似文献   

18.
Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｉｒｏｎｏｎｇｒｏｗｔｈ，ｄｅｇｒｅｅｏｆｐｉｇｍｅｎｔｉｚａｔｉｏｎａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎａｓｓｉｍｉｌａｔｉｏｎｉｎＳｋｅｌｅｔｏｎｅｍａｃｏｓｔａｔｕｍＺｈｅｎｇＡｉｒｏｎｇ，ＣｈｅｎＣｉｍｅｉ，ＺｈｏｕＣｉｙｏｕ，ＣｈｅｎＹ...  相似文献   

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