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新闻公告


上海光源软X射线谱学显微和XAFS线站用户在
矿物-微生物相互作用方面取得新进展

2013/10/22 | 【 【打印】【关闭】
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    南京大学地球科学与工程学院陆现彩课题组在高铁矿物的微生物还原作用机制研究方面取得了新进展,通过模拟实验研究了矿山环境和尾矿中常见的高铁矿物-黄钾铁矾在厌氧条件下的微生物分解作用,查明了该矿物次生转化的关键路径和主要产物。该研究成果近期在线发表于地学杂志Geochimica et Cosmochimica Acta上(题目:Reduction of Jarosite by Shewanella oneidensis MR-1and Secondary Mineralization)。

    黄钾铁矾是矿石和尾矿中金属硫化物经地表氧化作用形成的高铁硫酸盐矿物,广泛分布于矿山废弃矿石和表层尾矿中。由于该矿物晶格中常常含有丰富的As、Pb、Cd、Zn、Tl、Cr等重金属污染元素,其化学稳定性与矿山污染的形成及其环境修复均有着密切的联系,是最受关注的矿山环境矿物类型。该课题组通过模拟实验研究了黄钾铁矾在被埋藏进入还原环境后被铁还原菌Shewanella oneidensis MR-1还原分解的过程,利用上海光源软X射线谱学显微线站(BL08U1A)和XAFS线站(BL14W1)分析了黄钾铁矾被微生物还原分解形成的次生产物,查明了各个阶段铁的化学态和矿物物相,发现针铁矿之外的中间产物绿锈(green rust),确定了磁铁矿、菱铁矿是黄钾铁矾还原分解的最终产物。进而提出了黄钾铁矾发生微生物还原分解和物相转化的概念模型,评述了该转化过程对重金属污染元素地球化学行为的控制作用及其环境意义。

     该研究成果对于认识硫化物矿山重金属污染的形成机制和环境修复技术研究具有重要意义。同时,这项工作是矿物学、微生物学和环境地球化学等多学科方向的交叉研究,很好的展示了同步辐射装置在该学科领域的研究应用。
http://dx.doi.org/10.1016/j.gca.2013.09.020


图1:厌氧条件下微生物还原黄钾铁矾形成的次生矿物


图2:Shewanella oneidensis MR-1细胞表面形成的亚铁矿物沉淀及其NEXAFS谱


图3:厌氧条件下黄钾铁矾微生物还原产物的XAFS分析结果(虚线为LCF拟合曲线)

 

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