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微生物铁还原作用对蒙脱石保存有机物的影响:以硫酸盐还原菌为例 总被引：1，自引：0，他引：1
本文研究了微生物的铁还原作用对黏土矿物有机质保存的影响。将一种有机化合物(十二氨基十二酸)插层到一种富铁的蒙脱石(绿脱石)中,利用硫酸盐还原菌(Desulfovibrio vulgaris)分别对插层前后的绿脱石进行作用,以研究该菌对绿脱石结构中Fe3+的还原作用以及层间有机物的影响。结果发现,1Desulfovibrio vulgaris能够还原这2种绿脱石结构中的Fe3+,且电子穿梭体AQDS(蒽醌-2,6-二磺酸)能够增强还原速率和程度;2硫酸盐的存在能够增加还原速率和程度,表明还原过程中生成的硫化物与绿脱石结构中的Fe3+发生了化学还原作用;3通过X射线衍射、红外光谱、总有机碳分析表明,还原后的绿脱石,其结构层内仍有大量有机物,具有一定的稳定性和保存层间有机质的能力。 相似文献
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本文选用采自辽宁某矿的天然钠基蒙脱石与两株异化铁还原菌模式菌株Shewanella putrefaciensCN32和She-wanellaoneidensisMR-1,研究了蒙脱石与微生物之间的交互作用。结果表明这两株菌均能还原蒙脱石晶格中的三价铁,使微生物作用于蒙脱石之后的反应体系中二价铁离子浓度明显升高,反应悬浊液颜色由无色变为浅绿色。透射电子显微镜晶格条纹像显示微生物作用后的粘土矿物微结构发生明显变化,其层间距d001值从1.29 nm分别减小为1.06 nm(CN32)和1.02nm(MR-1)。上述结果综合指示这两株异化铁还原菌能够通过还原天然蒙脱石结构中的三价铁促进矿物发生物相转变。 相似文献
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铁氧化物对硫酸盐还原菌分解硫酸盐矿物的协同作用 总被引：5，自引：0，他引：5
以牛肉膏为碳源,用活性污泥混合菌接种,探讨在缺氧条件下添加不同的铁氧化物对硫酸盐还原菌(SRB)分解硫酸盐矿物的影响。通过溶液pH、铁离子、硫酸根浓度以及固体产物的SEM和EDS图谱分析,揭示硫酸盐矿物分解过程和机制。实验结果表明,铁氧化物对SRB分解硫酸盐矿物起着明显的协同作用:①被铁还原菌还原的Fe2+与硫酸盐还原产生的硫化氢反应形成铁硫化物,消除硫化氢对SRB分解硫酸盐的抑制作用;②铁氧化物还原溶解,提高体系的pH和碱度,增加生化产物CO2的溶解,诱导溶解的钙离子形成方解石沉淀,促进SRB分解硫酸盐矿物的过程。 相似文献
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硫酸盐还原菌是厌氧环境中参与砷形态转化的重要微生物种群,其介导的生物地球化学循环过程对铁氧化物表面吸附态砷迁移转化的影响亟待深入研究.选取江汉平原典型高砷含水层原位沉积物分离纯化出一株严格厌氧硫酸盐还原菌Desulfovibrio JH-S1,对其进行砷和铁还原能力鉴定,并通过模拟培养实验探究硫酸盐还原菌参与下的铁矿物相转化对吸附态砷迁移的影响.Desulfovibrio JH-S1具有Fe(III)还原能力,无硫和有硫体系中Fe(III)均能被还原,但在硫酸盐充足条件下铁还原量显著增加;该菌株不具备As(V)还原能力,但添加硫酸盐的培养体系中As(V)去除率可达96%以上.Desulfovibrio JH-S1能够还原硫酸盐从而促进载砷的水铁矿还原转化为纤铁矿,并导致吸附的砷释放.江汉平原高砷含水层土著硫酸盐还原菌兼具硫酸盐/铁还原功能,参与了高砷含水层系统中砷-铁-硫耦合循环,对高砷地下水的形成具有重要作用. 相似文献
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黄钾铁矾的形成条件研究及其环境意义 总被引：14，自引：0，他引：14
黄钾铁矾的化学合成实验表明,调整合适的pH值及介质浓度,常温常压下可以实现黄钾铁矾的快速形成。影响黄钾铁矾形成的主要因素包括pH值、温度及硫酸铁介质的浓度。常温下,当pH值在2.60~3.10时,24h内即有黄钾铁矾沉淀出现,2d内则有大量黄钾铁矾生成;在90℃左右时,形成黄钾铁矾的溶液pH值范围增大至1.20~3.10,而且在该范围内,pH值越大越利于黄钾铁矾的形成。高硫酸铁浓度有利于黄钾铁矾的形成,硫酸铁浓度较高(大于0.05M)时,形成较纯的黄钾铁矾矿物;而低浓度时,生成的黄钾铁矾常常含有水绿矾及胶体状的红色无定形羟基硫酸铁杂质。黄钾铁矾的沉淀过程可以用来治理矿山及工业废水,去除其中的S、Fe及As、Cr、Hg、Pb等有毒有害元素。常温常压下黄钾铁矾快速形成的实现为在产生酸性废水的矿山废石堆上形成黄钾铁矾类矿物胶体隔离防渗层提供了良好的潜在应用前景。 相似文献
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采用液相还原法制备纳米铁粒子,粒径约为50 nm,主要成分为ɑ-Fe。实验研究了纳米铁还原高浓度硝基苯的效果及反应动力学。结果表明:自制的纳米铁具有很高的活性,短时间内能将高浓度硝基苯彻底还原,效果远优于普通铁粉。当摩尔比满足n纳米铁∶n硝基苯=4∶1时,纳米铁还原硝基苯属于一级反应动力学,反应速率常数和半衰期分别为0.159 3 h-1和4.351 2 h。整个实验过程中,ρ(DO)在0.5 mg/L以下,pH值约为9.0,体系呈弱碱性的厌氧环境,有利于厌氧微生物的生长。纳米铁反应后的产物为Fe6(OH)12CO3和MgFe3O4,且以Fe6(OH)12CO3为主。纳米铁反应后较以前比粒径变化不大,分散性较好,但表面被严重腐蚀。 相似文献
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黄钾铁矾类矿物沉淀去除Cr(Ⅵ)的初步研究 总被引：1，自引：0，他引：1
为探讨黄钾铁矾类矿物沉淀对Cr(Ⅵ)的去除效果,利用黄钾铁矾类矿物沉淀对模拟含Cr(Ⅵ)废水进行了初步实验处理,结果表明,黄钾铁矾类矿物沉淀对含Cr(Ⅵ)废水有较好的去除效果,去除率都在70%以上,最高可达85%。黄钾铁矾与黄铵铁矾沉淀对Cr(Ⅵ)的去除率差别不大;溶液酸碱度对去除率有明显影响,在pH值为2.5~3.2时,时间相同,较高的pH值比低pH值的去除率高。黄钾铁矾类矿物的沉淀过程可用来处理矿山及其他工业废水,去除S、Fe和Cr(Ⅵ)等有毒有害元素。 相似文献
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Fe(Ⅲ)供应速率对无定型施氏矿物形成的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
施氏矿物(schwertmannite)已被证实是一种具特异性能的重(类)金属吸附新材料。但在直接由Fe3+或用强氧化剂氧化Fe2+合成该矿物时,常因夹有黄铁矾类物质而降低产品纯度。通过模拟FeSO4-K2SO4-H2O临界成矾体系,发现在嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)作用下存在无定型施氏矿物和晶型黄钾铁矾的合成反应竞争,其中Fe3+供应速率是一个影响铁矿物形成的重要因素,较低的Fe3+供应可以抑制K+的利用,这种变化趋势对无定型施氏矿物合成是有利的。当存在少量K+等成矾导向离子时,可通过合理调低Fe3+供应速率,有利于溶液中Fe3+平缓释放,改善施氏矿物纯度,这为A.ferroxidans菌生物法中直接使用无机盐培养基合成施氏矿物提供了可能。 相似文献
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黄钾铁矾是酸性矿山废水（AMD） 中常见的次生矿物,能有效吸附AMD中Cu、Pb、Zn、Gd、As等重金属元素。不
同条件下形成的黄钾铁矾微形貌不同,其吸附能力也不同。文章通过化学法和微生物法合成了黄钾铁矾,并在粤北大宝山
矿酸性矿山废水中采集了含黄钾铁矾的泥样。利用扫描电镜-能谱分析（SEM） 和X光衍射（XRD）,对三种不同条件下形
成的黄钾铁矾进行鉴定和微形貌特征观察,并分析黄钾铁矾的形成条件。结果表明,常温条件下,pH值2.0~2.5时能够化
学合成黄钾铁矾,其晶体粒径约2~10 μm,且晶形呈板状;而在65℃时,可在pH2.0~3.0之间化学合成黄钾铁矾,但晶形
差。微生物法合成黄钾铁矾pH范围是2.0~5.0,其晶形完好,呈菱面体且晶体大小比较均匀,而约为2~4 μm。酸性矿山废
水中的黄钾铁矾形成的pH值为2.5~3.5,晶形为菱面体形,单个晶体大小多为1~2 μm。根据其形成条件和微形貌特征,文
章推测酸性矿山废水中形成的黄钾铁矾可能是微生物成因。 相似文献
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硫在铁和砷的生物地球化学循环中发挥着重要作用,但地下水系统中硫循环的中间产物S(0)对细菌转化铁和砷的影响尚不清楚.采用室内模拟实验,研究硫参与下细菌D2201对液相和载砷针铁矿中Fe(III)和As(V)的还原作用.结果表明:细菌D2201具有很强的铁还原能力,可以将液相中74%的Fe(III)还原;加入硫后,细菌还原S(0)产生的S(-II)使铁还原率提高到94%.但是,硫没有明显影响细菌对砷的还原.在实验初期,细菌明显加速了载砷针铁矿的还原,最终还原释放到液相中的Fe(II)浓度为32.12 μmol/L;硫的加入增强了细菌对载砷针铁矿的还原,还原溶解的Fe(II)增加至284.13 μmol/L,同时,砷的释放量也增加了1.6倍.这些结果表明硫显著促进了细菌对针铁矿的还原溶解并加速砷的释放.XRD和SEM-EDS结果显示,细菌还原针铁矿但不改变其矿相,而硫的加入也仅使矿物发生一定程度的团聚,并没有使其转变为其他矿物,也未导致砷的再吸附. 相似文献
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铀是一种变价元素,在自然界主要以六价和四价离子的化合物形式存在。一些学者特别强调U~(6+)被还原为U~(4+)在成矿中的重要性。但实际上,作为成矿作用产物的铀矿物中都含有一定量的U~(6+),或铀以[UO_2]~(2+)形式形成铀酰矿物。大量地质现象和室内实验资料也表明,还原作用有助于铀成矿作用的进行,但并不都是直接通过U~(6+)还原为U~(4+)成矿,而多是通过对热液/流体性质的改变或其它方式促进铀的沉淀和富集。 相似文献
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A Study of Chromium Adsorption on Natural Goethite Biomineralized with Iron Bacteria 总被引：1，自引：0，他引：1
SUN Zhenya ZHU Chunshui HUANG Jiangbo GONG Wenqi CHEN Hesheng MU Shanbin 《《地质学报》英文版》2006,80(4):597-603
Goethite, especially biogenic goethite, has high specific surface area and great capacity for the adsorption of many contaminants including metal ions and organic chelates. Chromium is a redox actively toxic metal ion that exists as either Cr^Ⅲ or Cr^Ⅵ in nature, and as such it is essential to understand its behavior of adsorption on natural goethite mineralized by iron bacteria, as Gallionella and Leptothrix in water body. The adsorption of Cr^3＋ and Cr^Ⅵ on naturally biomineralized goethite is studied in this paper. The results show that both Langmuir and Freundlich adsorption isothermal models are able to accurately describe the adsorption of these two ions. Investigation of SEM/EDS, TEM/EDS indicates that the two ions do not adsorb homogeneously on goethite owing to the different microstructures of goethite, and that the microspherical goethite has a greater adsorption capacity for chromium ions than the helical one. XPS data show that redox reaction of chromium on the surface of biomineralized goethite takes place in the adsorption of both Cr^3＋ and Cr^Ⅵ. The CrvI adsorbed on biogoethite is much easier to transform into CrIII than the oxidization of Cr^Ⅲ on the bio-goethite. 相似文献
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Everett C. Salas William M. Berelson Anthony R. Kampf 《Geochimica et cosmochimica acta》2010,74(2):574-583
Three bacterial strains from the genus Shewanella were used to examine the influence of specific bacteria on the products of dissimilatory iron reduction. Strains CN32, MR-4 and W3-18-1 were incubated with HFO (hydrous ferric oxide) as the terminal electron acceptor and lactate as the organic carbon and energy source. Mineral products of iron reduction were analyzed using X-ray powder diffraction, electron microscopy, coulometry and susceptometry. Under identical nutrient loadings, iron reduction rates for strains CN32 and W3-18-1 were similar, and about twice as fast as MR-4. Qualitative and quantitative assessment of mineralized end products (secondary minerals) indicated that different products were formed during experiments with similar reduction rates but different strains (CN32 and W3-18-1), and similar products were formed during experiments with different iron reduction rates and different strains (CN32 and MR-4). The major product of iron reduction by strains CN32 and MR-4 was magnetite, while for W3-18-1 it was a mixture of magnetite and iron carbonate hydroxide hydrate (green rust), a precursor to fougerite. Another notable difference was that strains CN32 and MR-4 converted all of the starting ferric iron material into magnetite, while W3-18-1 did not convert most of the Fe3+ into a recognizable crystalline material. Biofilm formation is more robust in W3-18-1 than in the other two strains used in this study. The differences in mineralization may be an indicator that EPS (or another cellular product from W3-18-1) may interfere with the crystallization of magnetite or facilitate formation of green rust. These results suggest that the relative abundance of mineral end products and the relative distribution of these products are strongly dependent on the bacterial species or strain catalyzing iron reduction. 相似文献
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地下水中锰离子氧化细菌的分离与筛选鉴定 总被引：1，自引：0，他引：1
从沈阳张士经济开发区净水厂的成熟生物滤池中,分离筛选得到了3株具有较强Mn~(2+)氧化能力的革兰氏阴性细菌,分别命名为Mn1、Mn2和Mn3.经3个菌株的16S rDNA鉴定及其系统发育学分析表明,菌株Mn1和Mn2为Delftia属,菌株Mn3为Klebsiella属.进一步考察了3株菌对地下水中浓度为2 mg/L的Mn~(2+)氧化及发酵能力.结果表明,3株菌均可在12 h内达到使1 m~3生物滤料成熟时所需的最少生物量;且Mn1、Mn2和Mn3对Mn~(2+)的相对氧化能力分别为96%、94%和85%,为生物滤池法去除地下水中铁锰的快速启动提供了菌种基础. 相似文献
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选择中国的黄土-古土壤序列的超磁细菌作为研究对象，以透射电镜、扫描电镜、生化实验和有机地球化学方法先后研究了从黄土地区陕西段家坡、甘肃西峰以及陕西洛川富集的趋磁细菌，结果表明，虽然趋磁细菌在黄土和古土壤层的形态有所差异，但它们均由细胞膜、细胞质和沿长轴排列的磁小体与气泡组成，在适宜的条件下它能生长出较多的磁小体。磁小体由氧化铁组成，并可从体内排出，使环境中部分Fe^2 转变为Fe^3 ，促使地层磁化率增高，尤其在古土壤层段，中国黄土剖面中趋磁细菌的产量是地表温度、湿度、pH、铁含量的函数，与湖沼中的趋磁菌相比，它在菌体形态、磁小体的数量与排列方式上有很大差距，因而中国西北黄土地区的趋磁细菌是典型的生态物种。 相似文献
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Susan Glasauer Peter G Weidler Terry J Beveridge 《Geochimica et cosmochimica acta》2003,67(7):1277-1288
The reductive dissolution of FeIII (hydr)oxides by dissimilatory iron-reducing bacteria (DIRB) could have a large impact on sediment genesis and Fe transport. If DIRB are able to reduce FeIII in minerals of high structural order to carry out anaerobic respiration, their range could encompass virtually every O2-free environment containing FeIII and adequate conditions for cell growth. Previous studies have established that Shewanella putrefaciens CN32, a known DIRB, will reduce crystalline Fe oxides when initially grown at high densities in a nutrient-rich broth, conditions that poorly model the environments where CN32 is found. By contrast, we grew CN32 by batch culture solely in a minimal growth medium. The stringent conditions imposed by the growth method better represent the conditions that cells are likely to encounter in their natural habitat. Furthermore, the expression of reductases necessary to carry out dissimilatory Fe reduction depends on the method of growth. It was found that under anaerobic conditions CN32 reduced hydrous ferric oxide (HFO), a poorly crystalline FeIII mineral, and did not reduce suspensions containing 4 mM FeIII in the form of poorly ordered nanometer-sized goethite (α-FeOOH), well-ordered micron-sized goethite, or nanometer-sized hematite (α-Fe2O3) crystallites. Transmission electron microscopy (TEM) showed that all minerals but the micron-sized goethite attached extensively to the bacteria and appeared to penetrate the outer cellular membrane. In the treatment with HFO, new FeII and FeIII minerals formed during reduction of HFO-Fe in culture medium containing 4.0 mmol/L Pi (soluble inorganic P), as observed by TEM with energy-dispersive X-ray spectroscopy, selected area electron diffraction, and X-ray diffraction. The minerals included magnetite (Fe3O4), goethite, green rust, and vivianite [Fe3(PO4)2 · 8H2O]. Vivianite appeared to be the stable end product and the mean coherence length was influenced by the rate of FeIII reduction. When Pi was 0.4 mol/L under otherwise identical conditions, goethite was the only mineral observed to form, and less Fe2+ was produced overall. Hence, the ability of DIRB to reduce Fe (hydr)oxides may be limited when the bacteria are grown under nutrient-limited conditions, and the minerals that result depend on the vigor of FeIII reduction. 相似文献
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从某橡胶厂废弃物堆积场采集受秋兰姆污染的土壤中分离出TM1、TM2、TM3 3株单菌,分别加到一定浓度秋兰姆的模拟水中,通过实验优化出秋兰姆最佳降解条件,得出单菌株TM1对水样中的秋兰姆降解能力最大。将3株单菌按一定方式混合制成T1、T2、T3、T4 4组混菌,用单菌降解秋兰姆的最优条件对4组混菌进行降解性能实验,其中混菌T1对秋兰姆降解率最高,降解率可达95.77%。 相似文献