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当前大气污染已成为十分热点的话题,其中可吸入颗粒物污染越来越多的引起人们关注与担忧,因此对作为其主要组成部分的矿物细颗粒与微生物各自特性及二者共存状态、相互作用机理的研究,是进一步防治污染的关键。 本文对3种常见菌(大肠杆菌E.coli、表皮葡萄球菌和金黄色葡萄球菌)与5种主要粒径≤2.5μm矿物细颗粒(方解石KWC-C、蒙脱石KWC-M、绢云母KWC-S、钠长石KWC-A及石英KWC-Q)在含葡萄糖液体培养基中的相互作用进行研究,通过生化指标检测、扫描电镜、红外光谱、X射线衍射等手段分析菌种与矿物细颗粒相互作用过程中体系理化特性、菌矿形貌变化、表面基团结构、矿物物相变化等,探讨其相互作用机制,并得出以下几点结论: (1)相互作用24h,改变体系固液比(g/L)实验中,方解石、蒙脱石、绢云母各点都促进细菌对GLU的消耗;而钠长石与石英以添加量8.0g/L为界,添加量大于8.0g/L促进细菌对GLU的消耗,添加量小于8.0g/L则抑制细菌对GLU的消耗。 (2)体系固液比在矿物添加量8.0g/L时,细菌与矿相互作用24h内方解石、蒙脱石、绢云母、钠长石与石英对促进细菌消耗GLU的速率依次减弱,钠长石、石英促进效果最不明显,方解石的促进作用最大,相互作用约在12h时GLU消耗率就可达到100%。另外,三株细菌对GLU的消耗速率总体是大肠杆菌>表皮葡萄球菌>金黄色葡萄球菌。 (3)矿物细颗粒物相分析中,方解石、钠长石、石英、绢云母与细菌作用后其物相无明显变化;而蒙脱石与细菌作用后d001面峰变弱钝化,层间距明显增大,且增大强度随矿物细颗粒添加量的增加而减弱;另外,层间距增大与细菌种类有一定关系,实验中呈现E.coli>表皮葡萄球菌>金黄色葡萄球菌。 (4)SEM分析发现各矿物颗粒存在不同程度溶蚀现象,使矿物细颗粒有明显的棱角钝化现象,另有较为规则的物质产生;其中,观察发现各矿物细颗粒与菌体有不同程度的黏附现象,其中矿物颗粒方解石与菌体细胞的黏附现象最明显;葡萄球菌与矿物细颗粒的黏附效果比杆状菌(E.coli)更明显。 (5)表面基团结构分析中,三株细菌在红外光谱上各自存在特征吸收峰。细菌与矿物细颗粒相互作用后,部分出现红外峰的平移、消失或是有新峰出现。分析发现,三株细菌作用可引起矿物细颗粒溶解或溶蚀,使矿物细颗粒中不同元素溶出,从而红外峰发生改变。其中,三株菌对方解石溶蚀作用最明显,对石英的腐蚀利用能力最弱。