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        鐵還原菌介導載砷混合鐵氧化物礦物還原-砷釋放動力學特征研究.pdf 69頁

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        摘要 高砷地下水一直以來都是國際水文地質界持續關注的重大環境地質問題。載 砷鐵氧化物礦物的還原性溶解目前被公認為是高砷地下水的主要成因。高砷地下 水含水層載砷鐵氧化物通常是多種鐵氧化物礦物的混合體,探究載砷混合鐵氧化 物礦物的還原及其砷釋放特征對刻畫原位環境地下水砷富集機理具有重要意義。 因此,本研究利用不同種類的鐵還原菌(只有鐵還原能力的Shewanellaoneidensis MR-1和內蒙古高砷地下水沉積物中分離的具有砷鐵還原能力的Clostridium sp. anHT01)還原不同比例的混合載砷鐵氧化物礦物,探究微生物-載砷鐵氧化物相 互作用體系對砷的遷移轉化行為的影響。獲得以下認識: (1)鐵還原菌MR-1介導下的還原過程,磷酸根反應體系水鐵礦最大還原 -1 -1 速率為291μg·L ·h ,還原量3501μM,砷最大釋放量276 μg/L,碳酸根體系水 鐵礦最大還原速率為366 μM/h,還原3023 μM水鐵礦,砷的最大釋放量為25 μg/L。 碳酸根體系水鐵礦的還原速率大于磷酸根體系,但總還原量低于磷酸根培養基。 在磷酸根體系,砷先釋放再發生鐵氧化物的還原,碳酸根體系是鐵先還原砷再釋 放,磷酸根體系釋放的砷大于碳酸根體系。 (2)不同比例混合鐵礦物體系鐵還原,MR-1菌株還原單一水鐵礦體系的 -1 -1 還原速率最大為260 μM/h,最大還原量為3023 μM,砷的釋放速率25 μg·L ·h , 只還原201μM 針鐵礦?;旌系V物后最大還原量為2241μM,大于單一水鐵礦和 針鐵礦體系加和的一半。Clostridium sp.anHT01在碳酸根培養基還原了3980 μM -1 水鐵礦,砷釋放量為332 μg·L ,混合礦最大還原速率57 μM,最大砷釋放量為 -1 283 μg·L ,最終59.90 %的水鐵礦被還原,只還原167 μM 針鐵礦,混合體系還 原了39.10%。礦物混合不僅提高了還原速率,還提高了礦物的還原程度,還原 程度由27.10 %提高到30.6 %。Clostridium sp.anHT01作用下促進了砷的遷移, 礦物混合只影響砷的釋放速度沒有影響砷釋放總量。 (3)Shewanella oneidensis MR-1對非生物成因鐵礦物還原速率70 μM/h, 最大還原量2104 μM,但未檢測到溶液中的砷;對生物礦還原速率126 μM/h, -1 -1 最大還原量4229 μM,砷釋放速率達 16 μg·L ·h ,砷最大釋放量為403 μg/L、 最終釋放量264 μg/L。Clostridium sp.anHT01對生物成因鐵礦物還原速率最大 84 μM/h,最大還原量4132 μM,釋放 1325 μg/L 的砷,對非生物成因鐵礦未還原, 生物成因的鐵礦物比非生物成因的礦物被更快地還原,并且還原程度相更高。 As被更有效地固定在生成的次生鐵礦物 (藍鐵礦,菱鐵礦)形成過程中。 關鍵詞:鐵還原菌;鐵氧化物;砷釋放;高砷地下水;生物成因鐵礦物 Abstract High arsenic groundwater has always been a major environmental geological problem in international hydrogeological circles. Reductive dissolution of arsenic-bearing iron oxide minerals has been recognized as the main cause of high arsenic groundwater. Arsenic-bearing iron oxides in high-arsenic groundwater aquifers are usually a mixture of various iron oxide minerals. It is of great significance to study t

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