鄱阳湖湿地DOM对铁还原菌异化还原水铁矿的影响

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单位南昌大学资源环境与化工学院鄱阳湖环境与资源利用教育部重点实验室
来源环境科学学报
出版年2021
期号第7期
摘要
湿地土壤和沉积物中的Fe(Ⅲ)还原过程是地球化学循环中重要的一部分,目前有关鄱阳湖湿地DOM的化学组成及其与Fe(Ⅲ)还原作用的构效关系尚不明确.为此,以鄱阳湖湿地沉积物中分离筛选出的铁还原菌作为模式菌,Fe(II)的生成量作为考察指标进行Logistic方程拟合分析,并采用紫外-可见光谱、三维荧光光谱及XRD光谱,研究了不同浓度和来源的DOM对水铁矿的还原作用,并对"DOM-铁还原菌-水铁矿"体系中电子转移机制进行了探讨.结果表明,DOM对水铁矿的还原具有促进作用,当苔草DOM浓度为30 mg·L-1时,可使Fe(II)含量增加39.7%;DOM对Fe(Ⅲ)还原的促进作用与水铁矿含量相关,在水铁矿添加量为0~1000 mg·L-1时,Fe(II)含量显著增加,其中1000 mg·L-1下的Fe(II)生成量是50 mg·L-1的13.2倍.不同浓度DOM对Fe(Ⅲ)还原的促进作用不同,表现为苔草DOM:150 mg·L-1>100 mg·L-1≈50 mg·L-1≈30 mg·L-1>20 mg·L-1>0 mg·L-1,沉积物和根际土DOM对Fe(Ⅲ)还原的促进作用均随着浓度(20、30、50 mg·L-1)的增加而略有增大.不同来源(苔草、沉积物、根际土)DOM对水铁矿还原的促进作用无显著性差异(p<0.05).DOM对水铁矿还原的促进作用主要表现为低分子量组分(色氨酸、酪氨酸等)为铁还原菌提供营养物质和大分子量组分(腐殖酸、富里酸)作为电子穿梭物质.这些结果反映了DOM在电子转移反应中的重要性,为DOM的环境属性提出了一个新见解.

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