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固氮氧化亚铁钩端螺旋菌产次生矿物的条件优化及矿物鉴定

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微生物学通报 2024年

作者：张翠静张爽刘涛赵丹晏磊黑龙江八一农垦大学生命科学技术学院黑龙江省寒区环境微生物与农业废弃物资源化利用重点实验室黑龙江八一农垦大学生命科学技术学院农业农村部东北平原农业绿色低碳重点实验室

【背景】固氮氧化亚铁钩端螺旋菌培养过程中会产生大量次生矿物。【目的】通过条件优化探究固氮氧化亚铁钩端螺旋菌产次生矿物的最优条件，为后续生物次生矿物的应用提供材料。【方法】通过单因素试验探究pH、温度、转速、装液量对固氮... 详细信息

【背景】固氮氧化亚铁钩端螺旋菌培养过程中会产生大量次生矿物。【目的】通过条件优化探究固氮氧化亚铁钩端螺旋菌产次生矿物的最优条件，为后续生物次生矿物的应用提供材料。【方法】通过单因素试验探究pH、温度、转速、装液量对固氮氧化亚铁钩端螺旋菌次生矿物合成产量的影响，并根据实验结果设计响应面试验对产矿条件进行优化。对制备的次生矿物进行表征测试。【结果】单因素试验结果表明，在pH 3.00，温度35.0℃，转速150 r/min条件下次生矿物产量分别达到最高，装液量对次生矿物产量影响不显著。选取pH、温度、转速进行响应面试验得到产次生矿物最优条件为：pH 2.82、温度31.7℃，转速135 r/min。优化后产量由单因素试验中最高值57.714 mg/(L·h)提高到65.436mg/(L·h)。X射线衍射（x-ray diffraction， XRD）结果表明矿物结晶度较差，是一种无定形羟基高铁矿物，扫描电子显微镜（scanning electron microscope， SEM）结果表明矿物呈现表面片层短针状结构、具有较大的比表面积。【结论】通过单因素试验和响应面试验优化了次生矿物的生物合成条件，为下一步次生矿物的应用打下了良好的基础。

关键词：固氮氧化亚铁钩端螺旋菌次生矿物响应面法生物氧化

表面次生氧化矿物对FeS降解抗生素的影响及作用机制

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中国环境科学 2024年

作者：舒小华覃紫其聂昌达周进文张腾飞张倩桂林理工大学环境科学与工程学院桂林理工大学广西环境污染控制理论与技术重点实验室桂林理工大学广西岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心桂林电子科技大学生命与环境科学学院

黄铁矿(FeS2)因为分布广泛且对污染物具有良好的吸附和光降解能力，近年来受到许多研究者的关注。然而，黄铁矿表面的次生氧化矿物对污染物降解的影响和作用机制尚不清楚。本研究以广泛应用于畜牧业的大环内酯类抗生素泰乐菌素(TYL)为... 详细信息

黄铁矿(FeS2)因为分布广泛且对污染物具有良好的吸附和光降解能力，近年来受到许多研究者的关注。然而，黄铁矿表面的次生氧化矿物对污染物降解的影响和作用机制尚不清楚。本研究以广泛应用于畜牧业的大环内酯类抗生素泰乐菌素(TYL)为研究对象，探究了不同氧化腐蚀程度的黄铁矿对TYL的光降解性能和作用机制。研究结果表明，氧化腐蚀能显著提高黄铁矿对TYL的光降解效率。具体来说，氧化后的黄铁矿样品表面粗糙度增加，比表面积扩大，增加了表面反应活性位点，从而提高了其对TYL的吸附能力。此外，氧化增强了黄铁矿表面的电子传递过程，促进了Fe2+和Fe3+之间循环，加快了·OH产生速率，进而提高了对TYL的光降解效率。同时，黄铁矿与表面新生成的Fe2O3形成了天然异质结，有效抑制了材料内部光生电子与空穴的复合，从而进一步提高了光降解性能。我们的研究揭示了黄铁矿表面次生铁氧化矿物在降解污染物过程中有着不容忽视的作用。

关键词：黄铁矿(FeS ) 氧化腐蚀光降解效果泰乐菌素(TYL) 次生矿物

嗜酸热古菌Acidianus manzaensis浸出黄铜矿过程中次生矿物的形成及演变（英文）

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2016年第9期26卷 2485-2494页

作者：刘红昌夏金兰聂珍媛文闻杨云马陈燕郑雷赵屹东中南大学资源加工与生物工程学院长沙410083 中南大学生物冶金教育部重点实验室长沙410083 中国科学院上海应用物理研究所上海光源上海201204 中国科学院高能物理研究所北京同步辐射装置北京100049

基于同步辐射X射线衍射（SR-XRD）和硫/铁/铜K边X射线吸收近边结构（XANES）光谱学等技术,研究了嗜酸热古菌Acidianus manzaensis浸出黄铜矿过程中次级产物的形成和演变机制。浸出实验结果表明,经过10 d的生物浸出黄铜矿的浸出率为82.4%... 详细信息

基于同步辐射X射线衍射（SR-XRD）和硫/铁/铜K边X射线吸收近边结构（XANES）光谱学等技术,研究了嗜酸热古菌Acidianus manzaensis浸出黄铜矿过程中次级产物的形成和演变机制。浸出实验结果表明,经过10 d的生物浸出黄铜矿的浸出率为82.4%,此时黄铜矿的表面被显著腐蚀且覆盖了一层浸出产物。在生物浸出过程中,矿物表面次级产物的形成及演变有如下规律：1）第2 d和第4 d检测了少量单质硫、斑铜矿和辉铜矿;2）第6 d和10 d斑铜矿和辉铜矿消失,但是铜蓝开始产生,并且黄钾铁矾逐渐变成主要产物。这些结果表明浸出过程中首先在低电位（360～461 mV）下形成金属缺失型辉铜矿和斑铜矿,随着电位升高,在高电位（461～531 m V）下逐渐转化为了铜蓝。

关键词：生物冶金黄铜矿 Acidianus manzaensis 次生矿物形成演变

方解石处理酸性矿排水次生矿物学和渗透性的研究

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煤炭学报 2012年第6期37卷 1010-1014页

作者：刘璟赵峰华谌书余敏西南科技大学固体废物处理与资源化教育部重点实验室四川绵阳621010 中国矿业大学北京煤炭资源与安全开采国家重点实验室北京100083 西南科技大学环境与资源学院四川绵阳621010

采用批实验和柱长期运行实验研究方解石处理酸性矿排水中次生矿物学和渗透性问题,扫描电镜(SEM)和傅里叶红光谱(FTIR)结果揭示方解石包覆层包括两层,内层为结晶石膏层,外层为纤铁矿层,后变为针铁矿;通过费克第一定律建立包覆下的溶解模... 详细信息

采用批实验和柱长期运行实验研究方解石处理酸性矿排水中次生矿物学和渗透性问题,扫描电镜(SEM)和傅里叶红光谱(FTIR)结果揭示方解石包覆层包括两层,内层为结晶石膏层,外层为纤铁矿层,后变为针铁矿;通过费克第一定律建立包覆下的溶解模型,ρ(Ca2+)=At1/2+B,其A值与包覆层石膏比例(fgyp)平方成反比;柱实验结果揭示渗透系数变化是一个突变过程,长期处理中外层的Fe系包覆层是引起堵塞的关键。

关键词：酸性矿排水次生矿物渗透系数堵塞

Shewanella oneidensis MR-1异化铁还原诱导次生矿物固定镉

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农业环境科学学报 2021年第10期40卷 2114-2123页

作者：童昆徐成吴峥司友斌农田生态保育与污染防控安徽省重点实验室安徽农业大学资源与环境学院合肥230036

实验室纯培养条件下,研究菌株Shewanellaoneidensis MR-1还原铁矿物诱导次生矿物对Cd^(2+)的固定,探讨pH、富里酸、生物炭对微生物还原水铁矿及其Cd^(2+)固定的影响,并通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)对次生矿物进行表征。结... 详细信息

实验室纯培养条件下,研究菌株Shewanellaoneidensis MR-1还原铁矿物诱导次生矿物对Cd^(2+)的固定,探讨pH、富里酸、生物炭对微生物还原水铁矿及其Cd^(2+)固定的影响,并通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)对次生矿物进行表征。结果表明:*** MR-1异化铁还原诱导次生铁矿固定Cd^(2+)的效果显著高于铁矿物自身的吸附,288 h未接种*** MR-1和接种*** MR-1的水铁矿溶液中Cd^(2+)的浓度分别为2.71 mg·L^(-1)与0.86 mg·L^(-1);酸性条件(pH≥5.0)及添加富里酸可促进铁矿物还原溶解和次生矿物转化,进而增强Cd^(2+)的固定;添加生物炭提供了微生物定殖场所,虽减缓铁矿物还原的Fe^(2+)溶出,但显著提高Cd^(2+)的固定效果。铁氧化物矿物作为电子受体被微生物还原产生次生铁矿,其晶型结构改变与高表面积提供了更多的吸附点位,增强了Cd^(2+)的固定。研究表明,次生铁矿物形成过程影响重金属的迁移转化及归宿,*** MR-1还原铁矿物诱导产生次生铁矿可以有效固定Cd^(2+)。

关键词： Shewanellaoneidensis MR-1 异化铁还原次生矿物镉固化稳定化

粤北大宝山酸性矿山废水中梯田状沉积物的次生矿物研究

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矿物岩石地球化学通报 2019年第3期38卷 616-622页

作者：曹丽娜苟习颖陈炳辉中山大学地球科学与工程学院广州510275 广东省地质过程与矿产资源探查重点实验室广州510275

粤北大宝山酸性矿山废水(AMD)中形成了呈独特梯田状构造的沉积物,其中的次生矿物可以吸持AMD中的重金属离子,对减少矿山环境的重金属污染有重要意义。本文采集了大宝山AMD中呈梯田状构造中的沉积物,利用多种手段分析了其主要矿物组成以... 详细信息

粤北大宝山酸性矿山废水(AMD)中形成了呈独特梯田状构造的沉积物,其中的次生矿物可以吸持AMD中的重金属离子,对减少矿山环境的重金属污染有重要意义。本文采集了大宝山AMD中呈梯田状构造中的沉积物,利用多种手段分析了其主要矿物组成以及主要次生矿物的表面形貌特征,探究梯田状沉积物的成因。结果表明,梯田状沉积物的次生矿物以针铁矿、施威特曼石、黄钾铁矾为主,含少量石膏、斜方钙沸石等。针铁矿呈针状、球刺状集合体;施威特曼石呈海胆状、鳞片状,粒度为微米级,海胆状施威特曼石与球刺状针铁矿共生;黄钾铁矾呈不规则的球粒状、片状,与施威特曼石共生。研究表明微生物作用可能是形成铁质梯田状构造的关键因素。

关键词：次生矿物梯田状沉积物酸性矿山废水(AMD) 微生物作用

鄂尔多斯盆地延长组次生矿物与裂缝形成时限分析

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地质科学 2017年第3期52卷 915-930页

作者：姜琳邱振龙岩学院资源工程学院采矿与安全工程研究中心福建龙岩364012 中国石油勘探开发研究院北京100083 中国石油勘探开发研究院廊坊分院河北廊坊065007

摘要鄂尔多斯盆地延长组发育大量构造裂缝，对于裂缝的形成机理、成因动力学以及与油气成藏关系都已得到了比较系统的研究，但对于裂缝中充填的次生矿物，以及次生矿物与裂缝形成时限之间的关系，尚鲜有研究。本文在次生矿物的矿化作用... 详细信息

摘要鄂尔多斯盆地延长组发育大量构造裂缝，对于裂缝的形成机理、成因动力学以及与油气成藏关系都已得到了比较系统的研究，但对于裂缝中充填的次生矿物，以及次生矿物与裂缝形成时限之间的关系，尚鲜有研究。本文在次生矿物的矿化作用和成岩作用分析基础之上，应用碳氧同位素和流体包裹体分析方法，结合区域构造热事件以及盆地热演化史，对次生矿物与裂缝形成时限的约束关系进行研究。首先，通过次生矿物的镜下观察分析，获知充填次生矿物的裂缝为张性裂缝，且可判断裂缝扩展方向；根据成岩作用分析，裂缝在形成时间上早于或同期于次生矿物形成时间。其次，根据延长组储层砂岩和裂缝中碳酸盐胶结物的碳氧同位素分析，得知露头中大量被碳酸盐胶结物充填的E—W和N—S向裂缝，在形成时间上早于或与碳酸盐脉体同期形成。最后，结合流体包裹体和盆地埋藏热演化史分析，得知盆内地下大量的热液活动主要发生在140～100Ma之间（即早白垩世），也是盆地大规模成岩作用时期。基于上述分析，充填碳酸盐胶结物的E—W向和N—S向裂缝组，在形成时间上，应早于或同期于充填次生矿物的形成时间，即在早白垩世或者早白垩世之前形成。

关键词：鄂尔多斯盆地延长组次生矿物裂缝

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只此青绿,含铜次生矿物的花花世界

知识就是力量 2022年第5期 56-59页

作者：董伟(文/图) 不详

在2022年中央广播电视总台春节联欢晚会中,一曲与传世名画《千里江山图》梦幻联动的舞蹈诗剧《只此青绿》给人们留下深刻印象,也尽显中华传统文化的魅力。而画中暗藏的矿物玄机,你知道几分呢?画中“青绿”层峦起伏的群山、烟波浩渺的江... 详细信息

在2022年中央广播电视总台春节联欢晚会中,一曲与传世名画《千里江山图》梦幻联动的舞蹈诗剧《只此青绿》给人们留下深刻印象,也尽显中华传统文化的魅力。而画中暗藏的矿物玄机,你知道几分呢?画中“青绿”层峦起伏的群山、烟波浩渺的江河,北宋画家王希孟用细腻动人的笔触在《千里江山图》中描绘的景象,历经近千年岁月,仍保留着清晰艳丽的色彩。能够实现这一点,不仅归功于王希孟高超的绘画技巧,也得益于其绘画时所使用的矿物颜料的稳定性质。

关键词：矿物颜料春节联欢晚会王希孟绘画技巧广播电视总台次生矿物中华传统文化

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广东大宝山铁龙AMD中赭色沉积物的含铁次生矿物研究

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高校地质学报 2017年第3期23卷 442-451页

作者：邹琦陈莹刘奇缘程银鹰陈炳辉中山大学地球科学与工程学院广州510275 广东省地质过程与矿产探查重点实验室广州510275

以广东大宝山铁龙酸性矿山废水(AMD)为研究对象,采集了7个采样点的赭色沉积物样品。利用X射线荧光光谱(XRF)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线粉晶衍射(XRD)和场发射扫描电镜/能谱分析(FESEM/EDS),对AMD中赭色沉积物的矿物相及形貌进... 详细信息

以广东大宝山铁龙酸性矿山废水(AMD)为研究对象,采集了7个采样点的赭色沉积物样品。利用X射线荧光光谱(XRF)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线粉晶衍射(XRD)和场发射扫描电镜/能谱分析(FESEM/EDS),对AMD中赭色沉积物的矿物相及形貌进行鉴定。现场测定采样点水体物理化学参数(pH/Eh),探讨不同物理化学条件对含铁次生矿物相的影响。结果表明,大宝山铁龙AMD中赭色沉积物的含铁次生矿物主要有施威特曼石、黄钾铁矾、针铁矿、水铁矿等,此外沉积物中还含有七水铁矾、叶绿矾、四水白铁矾、针绿矾、纤铁矾、锡铁山石及羟铝矾等可溶性硫酸盐。施威特曼石具有带骨针棒状、海胆状形貌,针铁矿常呈针状及肾状集合体产出,黄钾铁矾呈六方板状,施威特曼石常可与黄钾铁矾或者针铁矿共生。赭色含铁次生矿物能在AMD较大范围的pH条件下存在,但倾向于Eh高的环境。当pH值增大时,施威特曼石有转变为针铁矿的趋势,并且针铁矿能保存施威特曼石的形貌特征。

关键词：酸性矿山废水次生矿物 pH 氧化还原电位