论文部分内容阅读
锰氧化细菌是指具能将锰（Ⅱ）离子氧化至三价或四价的细菌,该类细菌具有分布范围广、种类繁多等特点,且其在不同生境中对锰（Ⅱ）离子的氧化特征存在差异,对于锰的生物转化有着重要作用。冻融循环现象普遍存在于我国东北地区初春和晚秋时期的水环境中,相关研究表明冻融循环会影响微生物的代谢、存活率等,从而影响由微生物介导的各种元素的生物地球化学循环。目前,关于水体冻融循环条件下锰氧化细菌对锰（Ⅱ）离子的氧化作用研究仍然匮乏,探究冻融循环对锰氧化细菌氧化锰（Ⅱ）离子过程的影响,可补充冻融循环条件下锰元素的生物地球化学循环规律、揭示锰氧化细菌在其中的关键作用,并可为环境中锰污染的评估提供理论依据。本研究以水体冻融循环对锰氧化细菌氧化锰（Ⅱ）离子的影响为研究对象,首先,采用选择培养基从具有冻融循环特征的近岸水体中分离与纯化出新的锰氧化细菌;其次,通过在实验室内对比研究冻融循环、低温、常温体系中锰氧化细菌氧化锰（Ⅱ）离子过程中游离态锰、吸附态锰、氧化态锰浓度的变化,确定冻融循环对锰氧化细菌氧化锰（Ⅱ）离子过程中各状态锰转化的影响;最后,通过测定冻融循环、低温、常温体系中菌体数量、p H、总活性氧（ROS）含量、过氧化氢（H2O2）浓度,对比研究各体系中上述指标与锰（Ⅱ）离子氧化的关系,并揭示冻融循环对锰氧化细菌氧化锰（Ⅱ）离子的影响。本研究筛选出的细菌经鉴定属于Metabacillus属,命名为Metabacillus sp.X。该菌菌落为白色、扁平、圆形、边缘平滑,呈半透明状、表面光滑湿润。经对比冻融循环、低温、常温体系发现,冻融循环可明显抑制细菌的生长,减缓体系中ROS、H2O2浓度的增长。经相关性分析发现,在冻融循环、低温、常温体系中,菌体数量和p H是影响游离态锰转化为吸附态锰的主要因素,p H和总ROS含量是影响游离态锰转化为氧化态锰的主要因素。水体冻融循环可通过影响受p H和ROS调控的间接氧化作用改变Metabacillus sp.X对锰（Ⅱ）离子的氧化过程。冻融循环对Metabacillus sp.X氧化锰（Ⅱ）离子的影响是该条件下Metabacillus sp.X对锰（Ⅱ）离子的代谢、吸附、直接及间接氧化等综合作用的结果。