鐵錳代謝菌胞外氧化還原驅動的礦物形成與應用.pdf

1、鐵錳代謝菌所具有的氧化還原驅動力是其被應用于環(huán)境領域的基礎，雖然已有一些關于鐵錳代謝菌在環(huán)境領域應用的報道，但是對其在有微量元素成礦機制、元素循環(huán)與污染物降解中作用的認識尚不夠清晰。本論文主要探索幾種模式鐵錳代謝菌在微量元素成礦、材料生物合成以及污染物降解中的作用。論文的主要內容和結果如下:
　　1.以環(huán)境中含量較高且廣受關注的Se作為微量元素代表、水合氧化鐵作為自然界中廣泛存在的鐵礦物代表，以鐵錳還原菌Geobacter sul

2、furreducens為對象，開展了鐵錳還原菌介導的微量元素成礦試驗。通過一系列固相表面的表征，證明了Geobacter可以實現(xiàn)水合鐵與SeO32-的共還原，且在較長的時間尺度下(120天)能夠在HFO表面形成FeSe復合物。此外，還證明了Geobacter的鐵還原過程受電子供體種類和電子穿梭體存在與否的影響，發(fā)現(xiàn)以氫氣作為電子供體能夠加快鐵還原速率但是降低細菌活性，電子穿梭體的加入則能夠顯著加快鐵的還原速率，彌補了乙酸鈉作為電子供體相

3、對于氫氣的不足。
　　2.以鐵錳還原菌Shewanella oneidensis MR-1的胞外還原能力為基礎，充分發(fā)揮其能夠利用多種電子供體的優(yōu)勢，胞外合成納米材料。將S2O32-作為S源還原生成S2-，后與Cu2+結合合成了CuS納米顆粒;通過投加原料比的調控，顯著簡化了納米材料的分離純化步驟，得到了尺寸均一、小粒徑、高分散的CuS納米顆粒;通過對CuS納米顆粒光熱性能的檢測表明，該生物合成顆粒具有優(yōu)于貴金屬的光熱轉化效率，且

4、擁有優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性;利用人肺癌細胞A594R的體外實驗則顯示出S.oneidensisMR-1生物合成的CuS納米顆粒能夠在不損傷正常組織細胞的情況下高效殺死癌細胞。
　　3.以錳氧化物氧化分解環(huán)丙沙星（CIP）為切入點，構建了生物強化的污染物化學降解系統(tǒng)。利用Pseudomonas putida MnB-1氧化Mn2+形成MnO2的能力，通過投加Mn2+獲得高反應活性的MnO2顆粒，從而完成環(huán)丙沙星的高效降解;觀察到MnO2的