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铁氧化菌对20钢在模拟油田采出液中电偶腐蚀的影响

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电镀与涂饰 2023年第10期42卷 1-8页

作者：张丽于鑫吴云龙袁菲芸朱健健王超李丽敏钱慧娟高清河黑龙江省油田应用化学与技术重点实验室(大庆师范学院) 黑龙江大庆163712 大庆油田有限责任公司第五采油厂黑龙江大庆163513

采用丝束电极测试、耦合电流测试、电化学阻抗谱测试等电化学方法,结合表面形貌分析技术,研究了模拟油田采出液中铁氧化菌(IOB)对CaCO_(3)+SiO_(2)沉积层覆盖金属与裸金属之间电偶腐蚀行为的影响。结果表明,IOB增强了沉积层覆盖金属与... 详细信息

采用丝束电极测试、耦合电流测试、电化学阻抗谱测试等电化学方法,结合表面形貌分析技术,研究了模拟油田采出液中铁氧化菌(IOB)对CaCO_(3)+SiO_(2)沉积层覆盖金属与裸金属之间电偶腐蚀行为的影响。结果表明,IOB增强了沉积层覆盖金属与裸金属之间的电偶效应。在丝束电极测试中,浸泡前6 d内IOB体系的峰值电流密度小于无菌体系,但随着浸泡时间的延长出现反转。电化学阻抗谱测试表明沉积层覆盖金属作为阳极,其表面保护层较为疏松,而裸金属作为阴极,其表面保护层较为致密。IOB促进了沉积层覆盖金属的局部腐蚀,抑制了裸金属的局部腐蚀。

关键词：碳钢油田采出液铁氧化菌电偶腐蚀局部腐蚀垢下腐蚀

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海水环境中组合电位极化对铁氧化菌腐蚀的影响

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中国腐蚀与防护学报 2022年第2期42卷 211-217页

作者：李振欣吕美英杜敏中国海洋大学化学化工学院海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室青岛266100

采用电化学测试、扫描电镜、激光共聚焦显微镜、Raman光谱等手段研究了-850 mV (vs. SCE,下同)转-1050 mV和-1050 mV转-850 m V组合电位阴极极化对X65钢在含铁氧化菌(IOB)的海水中腐蚀的影响。结果表明:两种组合电位极化都对IOB腐蚀有... 详细信息

采用电化学测试、扫描电镜、激光共聚焦显微镜、Raman光谱等手段研究了-850 mV (vs. SCE,下同)转-1050 mV和-1050 mV转-850 m V组合电位阴极极化对X65钢在含铁氧化菌(IOB)的海水中腐蚀的影响。结果表明:两种组合电位极化都对IOB腐蚀有一定抑制作用;极化与开路电位下X65钢腐蚀产物种类差别不大,含量有区别。-1050 mV极化可以抑制IOB附着但不能完全去除已形成的生物膜,这是-1050 mV转-850 m V极化保护效果优于-850 mV转-1050 m V极化的原因。

关键词：微生物腐蚀铁氧化菌组合电位阴极极化海水环境附着

铁氧化菌菌株EEELCW01的基因组分析及砷转化功能

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湖南农业大学学报（自然科学版） 2023年第4期49卷 428-435页

作者：熊潇然邹奇吴川夏礼兵潘炜松湖南农业大学生物科学技术学院湖南长沙410128 华南师范大学生命科学学院广东广州510006 中南大学冶金与环境学院湖南长沙410083

以从砷污染农田土壤中分离的1株铁氧化细菌EEELCW01为研究对象,对该菌进行全基因组分析,通过GO、KEGG、COG等数据库比对,预测该菌砷相关基因的功能;采用水培试验,验证该菌的砷转化能力。结果表明:菌株EEELCW01基因组大小为4714242 bp,具... 详细信息

以从砷污染农田土壤中分离的1株铁氧化细菌EEELCW01为研究对象,对该菌进行全基因组分析,通过GO、KEGG、COG等数据库比对,预测该菌砷相关基因的功能;采用水培试验,验证该菌的砷转化能力。结果表明:菌株EEELCW01基因组大小为4714242 bp,具有2条大小分别为2065078 bp和2649164 bp的染色体,GC含量为55.99%,染色体上有4588个CDS,包含58个t RNA和12个r RNA;COG数据库注释表明该菌基因功能主要集中在氨基酸转运代谢、无机离子转运代谢等过程,GO数据库注释表明该菌主要包含膜组成部分、氧化还原过程和相关酶活性等功能,KEGG注释显示代谢相关的基因占比最高;菌株EEELCW01基因组中含有多种与砷代谢相关的基因(arsC、ars H、arsB、ars R、acr3、arr A、arxA和arsM);菌株EEELCW01将As(Ⅴ)还原为As(Ⅲ)的能力强,有氧条件下,3 d时还原率达40.1%。可见,可利用该菌株促进砷的生物还原,并联合砷超富集植物进行环境砷污染修复。

关键词：砷铁氧化菌砷转化基因组分析功能注释

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铁氧化菌修复干旱区砷污染土壤的研究

铁氧化菌修复干旱区砷污染土壤的研究

作者：宁翔兰州大学

学位级别：硕士

砷(As)污染的农田会影响土壤质量和食品安全,对土壤中As污染的修复迫在眉睫。西北干旱区土壤长时间处于氧化状态,铁(Fe)含量低于背景值,因此是否存在与Fe氧化有关的菌鲜有报道,且利用微生物矿化手段使土壤中As稳定化是目前As修复领域研... 详细信息

砷(As)污染的农田会影响土壤质量和食品安全,对土壤中As污染的修复迫在眉睫。西北干旱区土壤长时间处于氧化状态,铁(Fe)含量低于背景值,因此是否存在与Fe氧化有关的菌鲜有报道,且利用微生物矿化手段使土壤中As稳定化是目前As修复领域研究的热点之一。本研究以长时间受矿山酸性废水灌溉农田土为研究对象,首先开展了野外调查实验分析了白银市东、西大沟流域玉米农田中As和镉(Cd)的污染程度并且分析了其在玉米中的富集和迁移,在此基础上,以新筛选出的两种铁氧化菌(Fe OB)Pseudomonas stutzeri LZU-2和Pseudomonas flavescens LZU-3进行了水溶液去除As(Ⅲ)和不同As污染程度的土壤修复室内实验。随后采用添加不同浓度溶解性有机质(DOM)和有机肥(OF),通过水溶液实验及室内批量模拟实验,研究了有机质驱动下生物铁氧化物去除As的特征,最后通过大田试验进行了验证。主要研究结果如下:(1)东、西大沟玉米农田中Cd均超过甘肃省土壤背景值和国家农用地风险筛选值。西大沟As基本是不污染的而东大沟部分点位超过了国家农用地风险管控制值。化学形态分析表明,其中东、西大沟Cd以可交换态和碳酸盐结合态为主,As以残渣态为主。在剖面中Cd比As有更强的迁移性。玉米不同部位Cd平均含量顺序为:根>叶>雄蕊>子叶>茎>玉米须>玉米芯>籽粒,As在不同部位平均含量顺序为:根>叶>雄蕊>子叶>茎>玉米须>籽粒>玉米芯。且Cd在籽粒中部分点位超过食品安全限值。(2)首次从干旱区矿山酸性废水沉积物和污水灌溉农田筛选出两种新Pseudomonas stutzeri LZU-2和Pseudomonas flavescens LZU-3菌株。基于X射线衍射(XRD)的固相鉴定和电镜扫描-元素分析(SEM-EDS)对新形成矿物形貌和化学成分的鉴定及矿物表面化学价态的X射线光电子能谱技术(XPS)分析,确定了沉淀物为弱结晶的水铁矿(Fe(OH)),傅里叶红外光谱(FTIR)测定沉淀物官能团含Fe O-OH、-OH及As-O键。三价砷(As(ⅡI))和硝酸根(NO)随二价铁(Fe(Ⅱ))和总Fe浓度的急剧下降,铵根(NH)浓度在实验期11天内波动变化,硝酸盐可能通过异化硝酸盐成铵(DNRA)过程进行转化,SEM扫描结果表明,三价铁(氢)氧化物造成Fe OBs结壳破碎,胞外多聚物(EPS)为三价铁(氢)氧化物形成及共沉淀提供位点,可以有效的处理As(ⅡI)污染。在干旱土壤中添加Fe(Ⅱ)和Fe OB,两株假单胞菌具有依赖硝酸盐还原Fe(Ⅱ)氧化(NAFO)功能,在Fe(Ⅱ)氧化过程中,Fe OB参与Fe(OH)的吸附和共沉淀,从而有效地修复了As。(3)随着水溶液中溶解性有机质(DOM)浓度逐渐升高,生物源三价铁(氢)氧化物由弱结晶水铁矿向结晶度较好的针铁矿及次生矿物臭葱石转变,且DOM成分逐渐由容易被生物利用部分向难以被生物利用部分转化;SEM观察发现其活性Fe OB数目也逐渐升高;含硫、碳氧及氮的官能团可促进被还原的As(ⅡI)向As(V)的转化及去除,Fe OB二次成矿过程可以形成DOM-三价铁(氢)氧化物-As三元复合物,可以有效地控制高浓度有机质影响下对As的去除。批量模拟土壤氧化还原实验中,有机肥的加入能明显降低土壤Eh,促进铁氧化态As的溶解,无定形铁氧化物-DOM-Fe OB参与下反应的共沉淀,与有机结合态和残渣态中的As转化密切相关,对控制As在厌氧-好氧交替过程中的流动起重要作用,这还表现在氧化还原电位(Eh)与土壤中可溶性Fe(Ⅱ)及总Fe成显著正相关(p铁膜含量,降低籽粒和玉米茎/叶中As的含量,促进根系中As的积累,而且长时间试验中对土壤中As的稳定化程度较好,有机肥通过与Fe OBs共同作用下有效控制了As在玉米中富集及在剖面中的迁移,同时也可以改善盐碱性土壤的健康状况。

关键词：铁氧化菌砷污染修复有机质氧化还原玉米

铁氧化菌-改性生物炭对土壤多金属稳定化研究

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铁氧化菌-改性生物炭对土壤多金属稳定化研究

作者：罗雨轩中南大学

学位级别：硕士

铅锌污染场地土壤多金属污染对生态系统造成严重威胁,甚至通过食物链危害人体健康。本研究以河南某铅锌冶炼场地Pb、Cd、As、Zn复合污染土壤为研究对象,基于课题组前期筛选的硝酸盐依赖型铁氧化菌Ochrobactrum EEELCW01和制备的铁改性... 详细信息

铅锌污染场地土壤多金属污染对生态系统造成严重威胁,甚至通过食物链危害人体健康。本研究以河南某铅锌冶炼场地Pb、Cd、As、Zn复合污染土壤为研究对象,基于课题组前期筛选的硝酸盐依赖型铁氧化菌Ochrobactrum EEELCW01和制备的铁改性生物炭作为同步稳定化修复材料展开实验。研究分析了铁氧化菌-铁改性生物炭对Pb、Cd、As、Zn复合污染的吸附特性,进一步结合场地实验探究铁氧化菌-铁改性生物炭对多金属污染土壤的同步稳定修复效果,并通过不同老化方式对改良土壤和微生物复合材料的稳定化修复长效性进行探讨,拟为铅锌冶炼场地多金属污染土壤长效同步稳定化提供理论依据和应用支撑。主要研究成果如下:(1)铁氧化菌Ochrobactrum EEELCW01以吸附固定的方式负载在铁改性生物炭上对金属的吸附效果较好,对Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、As(Ⅲ)、Zn(Ⅱ)的去除率分别为69.80%、75.16%、61.75%、61.68%。此外,微生物复合材料对Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、As(Ⅲ)、Zn(Ⅱ)的吸附均符合准二级动力学模型和Langmuir等温线模型,最大理论吸附容量分别为38.78mg/g、54.19 mg/g、15.02 mg/g、81.93 mg/g。(2)铁氧化菌-铁改性生物炭材料添加量为0.5%时,可实现土壤Pb、Cd、As、Zn同步长效稳定化。场地试验结果表明,添加微生物复合材料后,90天内土壤Pb、Zn毒性浸出均能达到地下水Ⅳ类标准(Pb铁氧化菌-铁改性生物炭的加入提高了土壤有机质含量,增加了土壤DOM中类富里酸物质峰和类腐殖酸有机物峰的荧光强度。污染土壤添加铁氧化菌-铁改性生物炭以后,Stenotrophomonas、Ochrobactrum等菌属丰度增加,表明微生物复合材料中铁氧化菌的成功负载及脱落。同时这些菌可能通过生物转化作用降低土壤中重金属的毒性,并促使土壤达到植物定植的基本条件。(3)本研究采用自然老化及两种人工老化方式(化学氧化和干湿循环)来模拟自然老化机制。自然老化在90 d内4种重金属毒性浸出均下降至稳定,但干湿循环和化学氧化老化模拟中,4种重金属毒性浸出浓度均显著升高。此外,基于稳定化土壤老化结果,本研究还探讨了铁氧化菌-铁改性生物炭材料老化(化学氧化、干湿循环和生物氧化)的影响。生物炭的非生物氧化可能促进改性生物炭生物氧化,对经HO-Fe Cl改性后的生物炭促进程度更大。不同老化处理后的微生物复合材料对Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、As(Ⅲ)、Zn(Ⅱ)的吸附均符合准二级动力学模型、Langmuir等温线模型和粒子内扩散模型。图36幅,表14个,参考文献232篇

关键词：铁改性生物炭铁氧化菌稳定化老化铅镉砷锌微生物复合材料

硝酸盐依赖型铁氧化菌Aquabacterium olei HJ-4的分离鉴定及其功能特性

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安全与环境工程 2022年第5期29卷 204-211页

作者：彭蓉沈俊豪黄莹芸刘慧中国地质大学(武汉)环境学院湖北武汉430078

由微生物介导的铁氧化是自然界铁循环过程中至关重要的一部分。采用凝胶梯度管富集培养方法从湖北省潜江市汉江河岸带沉积物中分离筛选出一株能够利用硝酸盐作为电子受体氧化亚铁的新菌株,通过对其进行厌氧硝酸盐还原铁氧化动力学分析... 详细信息

由微生物介导的铁氧化是自然界铁循环过程中至关重要的一部分。采用凝胶梯度管富集培养方法从湖北省潜江市汉江河岸带沉积物中分离筛选出一株能够利用硝酸盐作为电子受体氧化亚铁的新菌株,通过对其进行厌氧硝酸盐还原铁氧化动力学分析和菌种鉴定,并通过基因组测序数据对其蛋白编码基因进行功能注释,从多方面研究了该菌株的功能特性。结果表明:在厌氧、30℃、pH=7的环境中,该菌株在12 d内还原了96.7%的硝酸盐(3.6 mmol/L),Fe(Ⅱ)存在时可利用硝酸盐作为电子受体氧化亚铁,3.6 mmol/L亚铁的氧化率为11.3%;根据菌株的形态,结合系统发育分析,鉴定该菌株为水小杆菌,命名为Aquabacterium olei HJ-4;该菌株基因组中含有与铁代谢、氮代谢、砷酸盐还原和硝基还原相关的功能基因,表明其具有还原污染物的多种功能潜力。该菌株为微生物铁氧化耦合污染物的去除提供了可能的菌种资源。

关键词：铁氧化菌硝酸盐还原基因功能注释分离

秸秆还田及配施氮肥对土壤微生物群落结构及铁氧化菌丰度的影响

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扬州大学学报（农业与生命科学版） 2022年第1期43卷 97-104页

作者：王娟娟马云狄霖杨艳菊徐福蕾钱晓晴扬州大学环境科学与工程学院江苏扬州225127 江苏沃绿宝生物科技股份有限公司江苏宿迁223800 扬州大学土壤健康研究所江苏扬州225009 镇江市耕地质量保护站江苏镇江212009

选用镇江含铁量较高的水稻田土壤,设置单施氮肥(T1)和秸秆还田配施不同量氮肥(T2、T3、T4、T5)的小区试验,采用16SrDNA高通量测序分析测定水稻成熟期不同处理土壤养分与细菌群落结构及铁氧化菌。结果表明:与单施氮肥相比,秸秆还田及秸... 详细信息

选用镇江含铁量较高的水稻田土壤,设置单施氮肥(T1)和秸秆还田配施不同量氮肥(T2、T3、T4、T5)的小区试验,采用16SrDNA高通量测序分析测定水稻成熟期不同处理土壤养分与细菌群落结构及铁氧化菌。结果表明:与单施氮肥相比,秸秆还田及秸秆还田配施不同比例氮肥可提高土壤细菌均匀度,但对细菌丰富度及群落组成无显著影响;在细菌门水平上,各处理土壤中优势菌群中前3位均为变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)和酸杆菌门(Acidobacteria)。秸秆还田配施氮肥后变形菌门的相对丰度有所增加,而绿弯菌门则呈下降趋势。典型的铁氧化细菌Gallionellacea为变形菌门主要细菌科,其丰度随氮肥配施量的增加而增加,且与土壤三价铁呈正相关、与含水量呈负相关。综上所述,秸秆还田配施氮肥对水稻土微生物的多样性及铁氧化菌丰度具有一定的影响。

关键词：稻田土壤微生物群落结构铁氧化菌丰度

铁氧化菌作用下316L不锈钢点蚀电化学特性的研究

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材料工程 2006年第9期34卷 36-41页

作者：胥聪敏张耀亨程光旭朱文胜西安交通大学西安710049 兰州石化炼油厂技术中心兰州730060

采用电化学测量、交流阻抗技术、扫描电镜观察和能谱分析等实验方法,研究了316L不锈钢在铁氧化菌(IOB)溶液中的腐蚀电化学行为,分析了炼油厂冷却水系统微生物腐蚀的特征及机制,结果表明,在含有IOB溶液中的自腐蚀电位(Ecorr)、点蚀电位(E... 详细信息

采用电化学测量、交流阻抗技术、扫描电镜观察和能谱分析等实验方法,研究了316L不锈钢在铁氧化菌(IOB)溶液中的腐蚀电化学行为,分析了炼油厂冷却水系统微生物腐蚀的特征及机制,结果表明,在含有IOB溶液中的自腐蚀电位(Ecorr)、点蚀电位(Epit)和极化电阻(Rp)均随浸泡时间的增加呈现出降-升-降的变化趋势;在含有IOB溶液中的腐蚀速率均大于在无菌溶液中;IOB的生长代谢活动及其生物膜的完整性和致密性影响了316L不锈钢表面的腐蚀过程,使不锈钢表面的钝化膜层腐蚀破坏程度增加,加速了316L不锈钢的点蚀。

关键词：铁氧化菌 316L不锈钢点蚀电化学行为生物膜

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一株铁氧化菌的砷转化功能初步探究

一株铁氧化菌的砷转化功能初步探究

作者：夏礼兵湖南农业大学

学位级别：硕士

近年来,由于人类工、农业活动导致环境中砷的含量越来越高,已明显超过正常水平。寻找有效的砷污染控制和修复方法一直是人们努力的目标和方向。微生物原位修复技术因其对自然环境干扰小而受到越来越多的关注。砷的迁移转化在微生物原位... 详细信息

近年来,由于人类工、农业活动导致环境中砷的含量越来越高,已明显超过正常水平。寻找有效的砷污染控制和修复方法一直是人们努力的目标和方向。微生物原位修复技术因其对自然环境干扰小而受到越来越多的关注。砷的迁移转化在微生物原位修复技术中占有重要地位,对砷污染风险评估和治理具有重要意义。本文以从农田土壤中新分离的一株铁氧化细菌Ochrobactrum ***01为研究对象,进行了全基因组分析和砷相关基因功能预测,与此同时设计了水培试验以验证该菌的砷转化能力,最后通过盆栽试验探究了其对土壤孔隙水砷形态、水稻不同部位砷的积累的影响以及土壤中砷相关基因的变化。主要研究结果如下:（1）全基因组分析:测序结果得到一个4.71Mb的序列,由两条染色体组成,大小分别为2649154 bp和2055078 bp,GC含量为55.99%,共有4588个CDs,包含58个t RNA和12个r RNA。注释结果显示:菌株EEELCW01具有复杂的代谢网络调控,其基因组中含有多种砷代谢相关基因:ars C、ars H、ars B、ars R、acr3、arr A、arx A和ars M。该菌株同时含有nar G、nir K、nor B和nos Z基因,表明其具有完整的硝酸盐还原途径和铁代谢途径。（2）水培实验:根据全基因组分析结果,本文开展了菌株EEELCW01砷转化功能验证试验,发现该菌株没有明显的砷氧化作用,砷甲基化功能弱,砷还原功能强,砷酸盐还原率为47%。（3）盆栽试验:菌株EEELCW01的施加改善了污染土壤的理化性质,降低了重金属污染土壤对水稻生长的抑制作用。施加该菌株的水稻处理组长势较空白组好。与对照组相比,处理组种植水稻和添加菌株EEELCW01的土壤孔隙水中As含量先降低后升高。水稻中砷主要以As和As的形式存在,有机砷占比3.08%～15.36%。添加菌株EEELCW01后,水稻根部三价砷和五价砷含量分别下降57.33%和26.88%;茎叶无机砷含量下降29.58%。在芯片检测的19个砷功能基因中,4组样本中共检测到16个砷功能基因,其中未检测到砷氧化基因arx A和aox D,未检测到砷还原基因arr B。与对照组相比,添加菌株的F和RF处理组砷还原和砷甲基化基因的拷贝数增加,而砷氧化基因的拷贝数减少。

关键词：砷铁氧化菌全基因组砷转化水稻