论文部分内容阅读
Fe 在地壳中含量丰富,通常以各种Fe(III)氧化物的形式存在。厌氧条件下环境中的Fe(III)氧化物发生还原,并且这一过程主要是微生物介导的异化还原,即微生物以Fe(III)氧化物为最终电子受体的厌氧呼吸过程。异化Fe(III)还原具有重要的地学和环境学意义。含Fe(III)矿物的还原可促进Si、P等元素的释放,提高这些营养元素的有效性。异化Fe(III)还原微生物具有强大的代谢功能,它们可利用除Fe(III)以外的许多其它电子受体包括许多有毒重金属和类金属,如Mn(Ⅳ)、Cr(Ⅵ)、Co(III)、As(Ⅴ)、Se(Ⅴ)等以及放射性元素U(Ⅵ)、Tc(VII)、V(Ⅴ)等,从而对这些有毒重金属起到还原解毒或还原固定的作用。异化Fe(III)还原微生物在Fe(III)及金属氧化物的还原过程中可促进一些有机污染物,如芳香烃、卤代芳烃化合物、一些染料化合物及长链脂肪酸的降解。异化Fe(III)还原过程可有效的竞争厌氧环境中电子向产甲烷菌的流动,从而抑制甲烷气体的产生。一些异化Fe(III)还原微生物还可将电子传递向电极,产生电流,在清洁能源的生产上表现出了巨大的潜力。本文通过对采自四川、江西、吉林三个水稻土样土壤溶液的厌氧培养,初步探讨了不同基质对Fe(III)还原的影响,利用葡萄糖及不同有机酸时的Fe(III)还原,以及利用有机酸时温度对Fe(III)还原的影响,主要得到了以下结论: (1)添加适当浓度的NH4Cl、磷酸盐、KCl 对异化Fe(III)还原都具有不同程度的促进作用,加快Fe(III)还原,但对最终稳定状态的Fe(II)累积量影响不大。高浓度的磷酸盐对异化Fe(III)还原具有抑制作用,当磷酸盐的添加浓度达到44 mmol/L时,稳定状态时Fe(III)还原只有不添加处理Fe(III)还原的80%。添加较高浓度的NH4Cl和KCl时N、K 营养对异化Fe(III)还原的促进作用降低,推测Cl-对Fe(III)还原过程中的微生物及其活性有抑制作用。(2)NaCl对利用葡萄糖的异化Fe(III)还原有抑制作用。利用葡萄糖进行的发酵产酸过程比利用有机酸进行的异化Fe(III)还原过程对NaCl更敏感。当NaCl小于10.0 g/L时,它主要抑制的是葡萄糖的发酵过程。NaCl对利用葡萄糖的异化Fe(III)还原的抑制,可能主要是通过Cl-起作用。(3)在以葡萄糖、柠檬酸盐、琥珀酸盐、丙酮酸盐、丙酸盐、乙酸盐、甲酸盐为唯一碳源进行混合培养时,不同来源的微生物Fe(III)还原表现不同。Fe(III)还原时,四川水稻土的微生物对以上碳源物质都能迅速做出反应(表现为反应速率常数大,最大反