赤铁矿对Acidovorax sp. strain BoFeN1亚铁氧化与硝酸盐还原的影响
发布时间：2021-02-20 21:47
铁是地壳中最为丰富的元素之一,是生物生命活动中必不可少的金属元素。铁氧化微生物驱动的亚铁氧化过程是铁循环的重要组成部分。在中性厌氧的环境中,硝酸盐还原亚铁氧化微生物可以介导亚铁氧化与硝酸盐还原两个过程,同时耦合污染物降解和重金属迁移转化过程,对环境保护具有重要意义。硝酸盐还原型亚铁氧化微生物参与的亚铁氧化过程,包括微生物铁氧化酶直接氧化亚铁的生物亚铁氧化过程和通过其硝酸盐还原产物如亚硝酸盐等间接氧化亚铁的化学亚铁氧化过程。前期的研究表明,矿物可以介导铁还原菌与胞外电子受体的电子传递过程,促进微生物的胞外电子传递,但是对于硝酸盐还原亚铁氧化微生物驱动的亚铁氧化与硝酸盐还原过程的影响尚不清楚。本实验以典型的硝酸盐还原亚铁氧化微生物Acidovorax sp.strain BoFeN1为模式微生物,以结构性质稳定的赤铁矿为主要外源添加矿物,通过反应动力学实验、矿物表征等分析手段详细解析了矿物加入对微生物驱动的亚铁氧化与硝酸盐还原的影响。实验结论主要包括以下几个部分:（1）在仅添加亚铁作为电子供体的处理组中,赤铁矿加入对反应体系中亚铁氧化与硝酸盐还原具有促进作用,同时也可以促进亚硝酸盐的还原与...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院广州地球化学研究所)广东省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 引言
1.1 铁的地球化学循环
1.1.1 铁的生物地球化学特性
1.2 微生物介导的铁还原过程与机制
1.3 亚铁氧化微生物介导的亚铁氧化过程与机制
1.3.1 嗜酸性亚铁氧化微生物
1.3.2 微氧型亚铁氧化微生物
1.3.3 光合型亚铁氧化微生物
1.3.4 硝酸盐还原亚铁氧化微生物
1.4 硝酸盐还原亚铁氧化微生物介导的亚铁氧化成矿
1.4.1 硝酸盐还原亚铁氧化微生物驱动的不同形态的亚铁氧化成矿
1.4.2 亚铁氧化成矿过程的影响因素
1.4.3 硝酸盐还原亚铁氧化微生物驱动的亚铁氧化成矿机理
1.4.4 亚铁氧化成矿对微生物的影响
1.4.5 亚铁氧化成矿的环境意义
1.5 本论文的研究目的和主要内容
1.5.1 研究目的和意义
1.5.2 主要研究内容
第2章 材料与方法
2.1 实验器材与化学试剂
2.1.1 实验器材
2.1.2 化学试剂
2.2 动力学实验
2.2.1 微生物来源与厌氧培养
2.2.2 菌悬液的制备
2.2.3 实验设计
2.3 分析测试方法
2.3.1 动力学参数测定
2.3.2 矿物表征测试
第3章 赤铁矿对strain BoFeN1亚铁氧化耦合硝酸盐还原过程的影响
3.1 微生物的预培养及最佳条件的优化
3.1.1 Acidovorax sp.strain BoFeN1 的预培养
3.1.2 不同微生物初始浓度的反应动力学实验（亚铁作为电子供体）
3.2 赤铁矿对strain BoFeN1 亚铁氧化与硝酸盐还原的影响
3.2.1 赤铁矿对strain BoFeN1 亚铁氧化与硝酸还原的动力学影响（亚铁作为电子供体）
3.2.2 赤铁矿对strain BoFeN1 硝酸还原的动力学影响（乙酸钠作为电子供体）
3.2.3 赤铁矿对strain BoFeN1 亚铁氧化与硝酸还原的动力学影响（乙酸钠与亚铁共同作为电子供体）
3.3 不同影响因素对strain BoFeN1 亚铁氧化与硝酸还原影响动力学实验
3.3.1 不同赤铁矿浓度对微生物亚铁氧化与硝酸盐还原的影响
3.3.2 不同种类矿物对微生物亚铁氧化与硝酸盐还原的影响
3.4 赤铁矿对亚铁与亚硝酸盐反应的影响
3.5 赤铁矿对strain BoFeN1 亚铁氧化过程中次生矿物的影响
3.5.1 不同处理组SEM表征
3.5.2 不同处理组XRD表征
3.5.3 TEM表征与EDS分析
第4章 分析与讨论
4.1 矿物对亚铁氧化耦合硝酸盐还原的影响
4.1.1 矿物对非生物作用下亚铁耦合硝酸盐还原影响潜在机制
4.1.2 矿物对生物作用下亚铁耦合硝酸盐还原影响潜在机制
4.2 矿物对亚铁氧化耦合亚硝酸盐还原影响潜在机制
第5章 主要结论、创新之处和展望
5.1 主要结论
5.2 创新之处
5.3 存在问题和展望
参考文献
致谢
作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]微生物—矿物间半导体介导电子传递机制研究进展[J]. 王莹,刘同旭,李芳柏. 地球科学进展. 2016(04)
[2]土壤微生物—腐殖质—矿物间的胞外电子传递机制研究进展[J]. 吴云当,李芳柏,刘同旭. 土壤学报. 2016(02)
本文编号：3043397
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院广州地球化学研究所)广东省
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 引言
1.1 铁的地球化学循环
1.1.1 铁的生物地球化学特性
1.2 微生物介导的铁还原过程与机制
1.3 亚铁氧化微生物介导的亚铁氧化过程与机制
1.3.1 嗜酸性亚铁氧化微生物
1.3.2 微氧型亚铁氧化微生物
1.3.3 光合型亚铁氧化微生物
1.3.4 硝酸盐还原亚铁氧化微生物
1.4 硝酸盐还原亚铁氧化微生物介导的亚铁氧化成矿
1.4.1 硝酸盐还原亚铁氧化微生物驱动的不同形态的亚铁氧化成矿
1.4.2 亚铁氧化成矿过程的影响因素
1.4.3 硝酸盐还原亚铁氧化微生物驱动的亚铁氧化成矿机理
1.4.4 亚铁氧化成矿对微生物的影响
1.4.5 亚铁氧化成矿的环境意义
1.5 本论文的研究目的和主要内容
1.5.1 研究目的和意义
1.5.2 主要研究内容
第2章 材料与方法
2.1 实验器材与化学试剂
2.1.1 实验器材
2.1.2 化学试剂
2.2 动力学实验
2.2.1 微生物来源与厌氧培养
2.2.2 菌悬液的制备
2.2.3 实验设计
2.3 分析测试方法
2.3.1 动力学参数测定
2.3.2 矿物表征测试
第3章 赤铁矿对strain BoFeN1亚铁氧化耦合硝酸盐还原过程的影响
3.1 微生物的预培养及最佳条件的优化
3.1.1 Acidovorax sp.strain BoFeN1 的预培养
3.1.2 不同微生物初始浓度的反应动力学实验（亚铁作为电子供体）
3.2 赤铁矿对strain BoFeN1 亚铁氧化与硝酸盐还原的影响
3.2.1 赤铁矿对strain BoFeN1 亚铁氧化与硝酸还原的动力学影响（亚铁作为电子供体）
3.2.2 赤铁矿对strain BoFeN1 硝酸还原的动力学影响（乙酸钠作为电子供体）
3.2.3 赤铁矿对strain BoFeN1 亚铁氧化与硝酸还原的动力学影响（乙酸钠与亚铁共同作为电子供体）
3.3 不同影响因素对strain BoFeN1 亚铁氧化与硝酸还原影响动力学实验
3.3.1 不同赤铁矿浓度对微生物亚铁氧化与硝酸盐还原的影响
3.3.2 不同种类矿物对微生物亚铁氧化与硝酸盐还原的影响
3.4 赤铁矿对亚铁与亚硝酸盐反应的影响
3.5 赤铁矿对strain BoFeN1 亚铁氧化过程中次生矿物的影响
3.5.1 不同处理组SEM表征
3.5.2 不同处理组XRD表征
3.5.3 TEM表征与EDS分析
第4章 分析与讨论
4.1 矿物对亚铁氧化耦合硝酸盐还原的影响
4.1.1 矿物对非生物作用下亚铁耦合硝酸盐还原影响潜在机制
4.1.2 矿物对生物作用下亚铁耦合硝酸盐还原影响潜在机制
4.2 矿物对亚铁氧化耦合亚硝酸盐还原影响潜在机制
第5章 主要结论、创新之处和展望
5.1 主要结论
5.2 创新之处
5.3 存在问题和展望
参考文献
致谢
作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]微生物—矿物间半导体介导电子传递机制研究进展[J]. 王莹,刘同旭,李芳柏. 地球科学进展. 2016(04)
[2]土壤微生物—腐殖质—矿物间的胞外电子传递机制研究进展[J]. 吴云当,李芳柏,刘同旭. 土壤学报. 2016(02)
本文编号：3043397
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