腾冲酸性热泉中微生物菌群对矿物结构铁的还原作用
- 作者：黄柳琴董海良蒋宏忱刘子彰曾强汪丹王曦赵婉雨
- 会议时间：2014-10-01
- 关键词：酸性热泉 ; 微生物菌群 ; 铁元素
- 作者单位：黄柳琴,刘子彰,曾强,汪丹,王曦,赵婉雨(中国地质大学(北京),生物地质与环境地质国家重点实验室,北京100083)董海良(中国地质大学(北京),生物地质与环境地质国家重点实验室,北京100083;Department of Geology and Environmental Earth Science,Miami University,Oxford,USA)蒋宏忱(中国地质大学(武汉),生物地质与环境地质国家重点实验室,武汉430074)
- 母体文献：2014年全国矿物科学与工程学术会议论文集
- 会议名称：2014年全国矿物科学与工程学术会议
- 会议地点：南京
- 主办单位：中国矿物岩石地球化学学会
- 语种：chi
- 分类号：O65
摘要
云南省腾冲市是我国著名的热泉集中发育地区,这些热泉温度从超高温(>90℃)到中温(~40℃),pH从碱性(~10)到极酸性(<2)均有发育.在这些极端环境的热泉中,前人研究表明却生存着多样性很高微生物.这些微生物对热泉物质地球化学循环和矿物的转变起到了重要的作用.近年来研究发现,铁元素对热泉微生物生存起着重要作用,是微生物主要的能量来源之一.本文选取了腾冲热海景区21个热泉,温度在40.6℃至93.1℃,pH跨度为2.64~8.75。以这些热泉的原位水(过滤灭菌)作为培养基,加入乳酸钠和绿脱石NAu-2分别作为电子供受体,接种热泉中水泥混合物中的菌群,在严格厌氧的环境下放置在与热泉原位温度对应的温度下进行反应。为了获得稳定的能够进行矿物结构铁还原的菌群,同时消除潜在的非生物因素(如热泉水溶解的硫化氢)铁还原,反应体系接种了三代后仍表现出同样的铁还原效果,因此在第三代接种反应体系中进行微生物铁还原效果的定量检测。利用扫描电子显微镜(SEM)观察可以发现大量的的菌体直接吸附在矿物表面及边缘,也有大量胞外分泌物及细胞菌毛和粘土颗粒紧密结合;原本片状的NAu-2被还原后结构发生变化,溶解成为絮状,剥离形成薄板状;还原后的粘土经过SEM-EDS检测发现结构铁含量大量下降甚至低于检测限,同时生成了一些厚板状的富铁矿物,以及一些新生矿物包括硅氧纳米颗粒,草莓状黄铁矿等;红外光谱(FTIR)也发现与NAu-2层间结构铁相关的多个化学键在还原后发现明显变化;利用XRD检测发现还原产物层间域比原始NAu-2略有下降或几乎不变,说明并没有发生明显的伊利石化且生成的一些自生矿物含量较低。