水稻土中性微氧型亞鐵氧化機(jī)制研究.pdf

1、地球化學(xué)鐵循環(huán)是土壤中最重要的地球化學(xué)過程之一，鐵循環(huán)過程影響著碳循環(huán)、氮循環(huán)、氫循環(huán)等重要的物質(zhì)循環(huán)過程。鐵循環(huán)過程包括亞鐵氧化和鐵還原兩個(gè)過程。在中性微氧環(huán)境中，微氧型亞鐵氧化菌能將亞鐵氧化為三價(jià)鐵，同時(shí)將無機(jī)碳同化為有機(jī)物，并獲得生長(zhǎng)所需能量。鐵氧化過程所產(chǎn)生的鐵氧化物在環(huán)境中的污染物降解中扮演著重要的作用，一方面可以吸附環(huán)境中的重金屬，另一方面它作為鐵還原的底物產(chǎn)生的活性Fe(II)對(duì)有機(jī)污染物(如PCP、DDT等)的降解效果明

2、顯。本論文首先利用凝膠梯度管法富集培養(yǎng)微氧型亞鐵氧化菌，從亞鐵氧化、碳同化、微生物群落三個(gè)部分進(jìn)行分析研究；其次，在不同底物的傳代馴化培養(yǎng)過程中，考察底物對(duì)微氧型亞鐵氧化菌的影響，另外考察馴化過程對(duì)亞鐵氧化速率、碳同化量和微生物群落的影響；最后，研究了鐵氧化過程的產(chǎn)物對(duì)環(huán)境中污染物降解途徑和降解效率的影響。主要結(jié)論包括：
　　(1)利用凝膠梯度管培養(yǎng)技術(shù)，以FeS、FeCO3為底物探究微生物群落組成及其鐵氧化和碳同化能力。結(jié)果表明

3、，凝膠梯度管培養(yǎng)法能夠成功地富集微氧型亞特氧化菌，并且屬于無機(jī)自養(yǎng)型。以亞鐵礦物為底物富集的微生物能驅(qū)動(dòng)亞鐵氧化同時(shí)同化無機(jī)碳，產(chǎn)物分別為無定形的鐵氧化物和有機(jī)物，并且能獲得能量促進(jìn)微生物的生長(zhǎng)。本研究主要發(fā)現(xiàn)了一些典型的硝酸鹽依賴型鐵氧化菌，如Pseudogulbenkiania、Magnetospirillum，表明這些微生物有潛能在微氧環(huán)境中利用亞鐵同化碳。
　　(2)以FeS、FeCO3兩種底物連續(xù)傳代馴化培養(yǎng)，考察兩種不

4、同底物對(duì)微生物生長(zhǎng)、亞鐵氧化及碳同化的影響。結(jié)果表明，F(xiàn)eCO3為鐵源的處理中微生物生長(zhǎng)情況、鐵氧化速率和碳同化能力均優(yōu)于FeS處理中。此外，隨著培養(yǎng)代數(shù)的增加，細(xì)菌生長(zhǎng)量、鐵氧化速率和碳同化比例均明顯下降，說明非優(yōu)勢(shì)的微生物隨著培養(yǎng)代數(shù)增加而減少，測(cè)序分析也證實(shí)了傳代馴化過程群落組成趨于簡(jiǎn)單化。
　　(3)揭示了鐵氧化過程的產(chǎn)物對(duì)環(huán)境中污染物降解途徑和降解效率的影響。結(jié)果表明，添加電子供體檸檬酸鈉有利于鐵還原過程的進(jìn)行，還原產(chǎn)物