生物成因鸟粪石：矿物学及资源环境意义
发布时间：2023-03-26 20:26
生物矿化是自然界普遍存在的一种现象,在元素地球化学循环过程中发挥了重要作用。相比于非生物矿化作用,生物矿化过程产生的矿物常常具有独特的组成、复杂的结构和精美的形貌,体现了生物体对矿物形成的调控作用。鸟粪石(struvite,MgNH4PO4·6H2O)是一种正交晶系的磷酸盐矿物,已被发现于海鸟粪沉积物、沼泽、玄武岩洞穴等特殊地质环境。在生物体内,鸟粪石是感染性泌尿结石的主要组分,其形成与产脲酶细菌引发的尿路感染密切相关。同时,鸟粪石也是污水处理系统的一种常见水垢,其在设备表面的结垢沉积严重影响了污水处理厂的正常运行。然而,鸟粪石含有氮、磷、镁三种营养元素,且溶解度低,可作为理想的缓释肥。近年来,鸟粪石结晶和矿化作用已经引起了矿物科学、环境及水处理科学和生物医学界等的广泛关注。本论文首先通过细菌原位矿化的实验方法,系统研究了不同盐度条件下细菌矿化鸟粪石的能力及鸟粪石的矿物学,查明了盐度对细菌生长及其矿化鸟粪石的影响。在此基础上,通过细菌原位矿化和仿生矿化相结合的研究方法,系统开展了细菌诱导的鸟粪石形貌形成及演化的研究,并阐明了其调控作用机制。同时,通过仿生合成的实验方法,系统研究了手性生...
【文章页数】：135 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 生物矿化
1.2.1 生物矿化概述
1.2.2 生物矿化机制
1.2.2.1 生物控制矿化
1.2.2.2 生物诱导矿化
1.2.2.3 生物影响矿化
1.3 生物矿物
1.3.1 生物控制矿化形成的生物矿物
1.3.1.1 碳酸钙类矿物
1.3.1.2 硅石类矿物
1.3.1.3 磷酸钙类矿物
1.3.1.4 含铁矿物
1.3.1.5 草酸钙矿物
1.3.1.6 几种典型的生物矿物结构
1.3.2 生物诱导矿化形成的生物矿物
1.3.2.1 含铁矿物
1.3.2.2 碳酸盐类
1.3.2.3 磷酸盐类
1.3.2.4 硫酸盐类
1.4 仿生矿化
1.4.1 仿生矿化概述
1.4.2 仿生矿化研究进展
1.4.2.1 以生物体内提取的有机质为矿化剂
1.4.2.2 以天然有机小分子为矿化剂
1.4.2.3 以模型有机分子为矿化剂
1.4.3 手性生物矿物的仿生合成
1.5 论文选题背景和研究内容
第2章 盐度对细菌矿化鸟粪石的影响及在磷回收中的潜在应用
2.1 前言
2.2 实验部分
2.2.1 试剂
2.2.2 实验所用菌株、培养基及菌株培养条件
2.2.3 细菌矿化实验
2.2.4 细菌生长、pH值、磷酸根和氨基氮含量的测定
2.2.5 样品表征
2.3 结果与讨论
2.3.1 菌株H207在无NaCl培养基中的鸟粪石矿化
2.3.2 盐度对细菌生长和鸟粪石矿化的影响
2.4 本章小结
第3章 细菌诱导的鸟粪石形态形成及演化机制
3.1 前言
3.2 实验部分
3.2.1 试剂
3.2.2 细菌培养及代谢组分分离
3.2.3 细菌矿化实验
3.2.4 仿生矿化实验
3.2.5 样品表征
3.2.6 鸟粪石晶面建模
3.3 结果与讨论
3.3.1 菌株H207诱导的鸟粪石形貌特征
3.3.2 鸟粪石连生体形成的控制因素
3.3.3 鸟粪石形貌演化的控制因素
3.3.4 鸟粪石的形貌形成及演化机制
3.4 本章小结
第4章 手性酒石酸诱导的手性鸟粪石的形成
4.1 前言
4.2 实验部分
4.2.1 试剂
4.2.2 鸟粪石的合成
4.2.3 样品表征
4.3 结果与讨论
4.4 本章小结
第5章 全文总结
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果
本文编号：3771666
【文章页数】：135 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 生物矿化
1.2.1 生物矿化概述
1.2.2 生物矿化机制
1.2.2.1 生物控制矿化
1.2.2.2 生物诱导矿化
1.2.2.3 生物影响矿化
1.3 生物矿物
1.3.1 生物控制矿化形成的生物矿物
1.3.1.1 碳酸钙类矿物
1.3.1.2 硅石类矿物
1.3.1.3 磷酸钙类矿物
1.3.1.4 含铁矿物
1.3.1.5 草酸钙矿物
1.3.1.6 几种典型的生物矿物结构
1.3.2 生物诱导矿化形成的生物矿物
1.3.2.1 含铁矿物
1.3.2.2 碳酸盐类
1.3.2.3 磷酸盐类
1.3.2.4 硫酸盐类
1.4 仿生矿化
1.4.1 仿生矿化概述
1.4.2 仿生矿化研究进展
1.4.2.1 以生物体内提取的有机质为矿化剂
1.4.2.2 以天然有机小分子为矿化剂
1.4.2.3 以模型有机分子为矿化剂
1.4.3 手性生物矿物的仿生合成
1.5 论文选题背景和研究内容
第2章 盐度对细菌矿化鸟粪石的影响及在磷回收中的潜在应用
2.1 前言
2.2 实验部分
2.2.1 试剂
2.2.2 实验所用菌株、培养基及菌株培养条件
2.2.3 细菌矿化实验
2.2.4 细菌生长、pH值、磷酸根和氨基氮含量的测定
2.2.5 样品表征
2.3 结果与讨论
2.3.1 菌株H207在无NaCl培养基中的鸟粪石矿化
2.3.2 盐度对细菌生长和鸟粪石矿化的影响
2.4 本章小结
第3章 细菌诱导的鸟粪石形态形成及演化机制
3.1 前言
3.2 实验部分
3.2.1 试剂
3.2.2 细菌培养及代谢组分分离
3.2.3 细菌矿化实验
3.2.4 仿生矿化实验
3.2.5 样品表征
3.2.6 鸟粪石晶面建模
3.3 结果与讨论
3.3.1 菌株H207诱导的鸟粪石形貌特征
3.3.2 鸟粪石连生体形成的控制因素
3.3.3 鸟粪石形貌演化的控制因素
3.3.4 鸟粪石的形貌形成及演化机制
3.4 本章小结
第4章 手性酒石酸诱导的手性鸟粪石的形成
4.1 前言
4.2 实验部分
4.2.1 试剂
4.2.2 鸟粪石的合成
4.2.3 样品表征
4.3 结果与讨论
4.4 本章小结
第5章 全文总结
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果
本文编号：3771666
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/diqiudizhi/3771666.html
