S0生物还原介导的铁矿物厌氧还原过程研究

第50卷第10期2019年10月中南大学学报(自然科学版)JournalofCentralSouthUniversity(ScienceandTechnology)Vol.50No.10Oct.2019S0生物还原介导的铁矿物厌氧还原过程研究夏旭1，周雨行1，夏金兰1,2，聂珍媛1,2，王娜1，杨洪英3(1.中南大学资源加工与生物工程学院，湖南长沙，410083；2.中南大学生物冶金教育部重点实验室，湖南长沙，410083；3.东北大学冶金学院，辽宁沈阳，110819)摘要：针对水铁矿、赤铁矿和黄钾铁矾，综合利用同步辐射X线吸收近边结构光谱(XANES)、X线衍射(XRD)等方法，结合微生物的生长行为和高铁矿物的还原行为测定，研究碱性厌氧条件下元素硫(S0)生物还原介导的3种不同铁矿物还原过程。研究结果表明：元素硫(S0)可以有效促进奥奈达希瓦氏菌(ShewanellaoneidensisMR-1)还原黄钾铁矾和水铁矿，但对赤铁矿作用不明显；硫的K边和铁的L边XANES说明3种铁矿物还原过程中均形成FeS类似物，FeS类似物的形成速率由高到低依次为黄钾铁矾、水铁矿和赤铁矿；高铁矿物还原程度由高到低依次为水铁矿、黄钾铁矾和赤铁矿。关键词：高铁矿物；元素硫；奥奈达希瓦氏菌；X线吸收近边结构光谱中图分类号：X52，Q939.97文献标志码：A开放科学(资源服务)标识码(OSID)文章编号：1672-7207（2019）10-2335-07StudyonS0bio-reductionmediatedreductionofironmineralsXIAXu1,ZHOUYuhang1,XIAJinlan1,2,NIEZhenyuan1,2,WANGNa1,YANGHongying3(1.SchoolofMineralsProcessingandBioengineering,CentralSouthUniversity,Changsha410083,China;2.KeyLabofBiometallurgyoftheMinistryofEducation,CentralSouthUniversity,Changsha410083,China;3.SchoolofMetallurgy,NortheasternUniversity,Shenyang110819,China)Abstract:Thedissimilatoryreductionofferricironminerals(ferrihydrite,hematiteandjarosite)underalkalineanaerobicconditionsbyShewanellaoneidensiswasstudiedbyX-rayabsorptionnearedgestructurespectroscopy(XANES)andX-raydiffraction(XRD),aswellasdeterminationofcellgrowthandferricmineralsreductionbehavior.Theresultsshowthat,withtheadditionofelementalsulfur,ShewanellaoneidensisMR-1caneffectivelypromotereductionofjarositeandferrihydrite,butnotobviouslyforhematite.TheSK-andFeL-edgeXANESprovethatFeSanaloguesformduringthereductionofthethreeironminerals.TheformationratesofFeSanaloguesofjarosite,ferrihydriteandhematiteareindescendingorderfromhightolow,andthereductiondegreesoftheferricmineralsofferrihydrite,jarositeandhematitearealsoindescendingorder.Keywords:ferricironminerals;elementalsulfur;Shewanellaoneidensis;X-rayabsorptionnearedgestructure(XANES)收稿日期：2018−10−28；修回日期：2018−12−20基金项目(Foundationitem)：国家自然科学基金资助项目(51774342)；国家自然科学基金-辽宁联合基金资助项目(U1608254)(Project(51774342)supportedbytheNationalNaturalScienc