浅海Mg2+和SO42-对微生物诱导形成锰碳酸盐的影响

作者：王霄; 李艳; 黎晏彰; 刘雨薇; 段鉴书; 丁竑瑞; 王长秋; 鲁安怀

来源：地球科学, 2018, 43(S1): 145-156.

• 水钠锰矿
• 菱锰矿
• 生物还原
• 生物矿化
• 环境地质

为了模拟浅海环境下锰氧化物微生物还原作用诱导碳酸盐沉淀的过程,选取最常见的锰氧化物-水钠锰矿(K0.33Mn7O14·7H2O)为研究对象,在不同种类与浓度盐离子(Mg2+、SO42-)存在条件下开展异化锰还原菌Dietzia cercidiphylli 45-1b好氧还原水钠锰矿的实验研究.通过测试体系蛋白、Mn2+等离子浓度变化,利用X射线衍射(XRD)和X射线吸收谱(XAS)表征反应前后矿物结构变化,来探讨不同初始Mg2+和SO42-浓度对于菌株45-1b还原水钠锰矿及诱导碳酸盐矿物沉淀的影响.结果显示体系pH值在4天内从7.0迅速上升至9.3,Mn2+浓度在2天内迅速上升至166μmol/L,随后迅速下降至8μmol/L(第4天),其好氧还原产物为菱锰矿(MnCO3),且其产生量随Mg2+浓度的升高而降低,随SO42-浓度的升高而升高.上述实验结果表明好氧环境下菌株45-1b能够利用乙酸为电子供体,水钠锰矿为电子受体还原水钠锰矿释放Mn2+,最终转化有机碳为无机碳酸盐矿物菱锰矿.Mg2+通过影响微生物生长和菱锰矿成核对水钠锰矿的还原及菱锰矿沉淀产生抑制作用,而SO42-可以缓解Mg2+的抑制作用并促进水钠锰矿的还原及菱锰矿沉淀.

• 单位
  造山带与地壳演化教育部重点实验室; 北京大学