科研進展

省科學院土壤環境所在赤鐵礦不同晶面的異化還原溶解方面取得新進展

來源: 時間:2020-09-10
  近日,500万彩票生態環境與土壤研究所劉同旭研究員團隊在赤鐵礦不同晶面的異化還原溶解方面取得新進展該研究成果發表在環境科學一區期刊《Environmental Science: NanoIF= 7.683),並被選爲主封面文章(Outside front cover)。

  微生物介導的鐵礦物異化還原溶解是地下土壤和沈積物中重要的生物地球化學過程,該過程對環境中元素和汙染物的遷移和轉化具有重要的影響。赤鐵礦納米顆粒在環境中廣泛存在,但是不同條件下形成的赤鐵礦納米顆粒,其暴露晶面存在很大差異。以往關于礦物晶面反應活性的研究主要是在催化、材料方面,然而,赤鐵礦暴露晶面如何影響厭氧微生物異化鐵還原過程尚不清晰。

  研究團隊通過合成兩種不同暴露晶面的赤鐵礦(正六面體納米板狀結構的{001}晶面和納米棒狀結構的{100}晶面),發現赤鐵礦{001}晶面的還原活性顯著高于{100}晶面,而赤鐵礦不同暴露晶面的還原活性受到表面電化學性質和細胞附著量的共同影響。首先,赤鐵礦{001}晶面具有高導電性和低電阻,更容易接受希瓦氏菌的胞外電子,從而産生更多的亞鐵;其次,赤鐵礦{001}晶面具有高表面羟基官能團、零點電荷和氧化還原電位,更容易與帶負電的希瓦氏菌結合,所以更容易被還原。因此,天然礦物的不同暴露晶面可影響細胞粘附、生物膜的形成,進而影響礦物風化溶解、汙染物遷移轉化等過程。

  該研究從礦物晶體結構角度加深了礦物-微生物相互作用機制的理解。

  

  論文鏈接: https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/en/d0en00555j#!divAbstract.

  省科學院土壤分子过程研究团队  胡世文/供稿)

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