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《内蒙古大学》 2019年
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异化铁还原与有机磷水解的季节性差异机制

张靳楠  
【摘要】:铁氧化物的异化还原可影响多种元素的界面行为及生物地球化学循环;有机磷在铁氧化物表面的吸附、水解过程是影响其形态转化及界面再生的关键机制。本论文针对乌梁素海冰封期较长的特征,分离纯化并鉴定了沉积物中异化铁还原菌,系统开展了非冰封期与冰封期该菌对针铁矿和赤铁矿异化还原的影响研究,同时探讨了异化还原过程中AEP、NaG6P、ATP等3种有机磷的水解机制,对深入理解磷-铁界面行为季节差异及生物影响机制,丰富营养元素耦合循环基础理论具有重要的资料价值。主要结论如下:1.非冰封期加菌组中Fe(II)浓度显著高于无菌对照组(p0.01),表明分离纯化的微生物是铁异化还原的主要驱动力;由于比表面积和溶解度的差异,针铁矿体系中Fe(III)的还原率高于赤铁矿。2.非冰封期,体系中有机磷水解主要受控于铁氧化物催化亲核取代反应和微生物酶促反应的共同作用,尤其是微生物酶促反应占主导地位。3.与NaG6P和ATP相比,体系中AEP水解较难,未能为铁还原微生物提供足够的无机磷源,导致铁氧化物异化还原过程变缓。4.对比研究表明,尽管冰封期微生物和酶活性受到抑制,异化铁还原和有机磷水解程度显著低于非冰封期,但冰封期加菌组的异化铁还原和有机磷水解程度仍高于无菌对照组,为春季藻类生长启动阶段提供了必要的物质基础,揭示了耐冷微生物驱动下元素界面行为的环境效应。5.不同的前处理方式结果表明,反应生成的Fe(II)和DIP可被吸附在铁氧化物表面或共沉淀,导致了对异化铁还原和有机磷水解程度的低估。
【学位授予单位】:内蒙古大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:X142

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