粘土矿物与细菌之间的实验相互作用外文翻译资料

 2022-08-10 15:41:19

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摘要

微生物和矿物质之间的相互作用有可能促进各种过程的全球循环,充当地球与生命之间的纽带。粘土和粘土矿物通常存在于农业利用的土壤中,是天然的生长在地下(土壤和岩石),并用于建筑材料。粘土矿物可作为天然,地质和技术用途岩土工程和环境岩土工程中的障碍。反过来,细菌在自然土壤,地下土壤和岩石中无处不在,并且在与粘土矿物永久接触。细菌可以通过多种方式与粘土矿物相互作用并改变它们:溶解,细化和转化,减少粘土矿物中所含微量元素并吸收微量元素从这些矿物中提取,例如通过生产铁载体和螯合剂以及提高或降低痕量吸附粘土矿物上的元素。此外,细菌还会影响层电荷,阳离子交换容量(CEC),可交换阳离子,Brunauer-Emmett-Teller的表面,溶胀和粘土矿物的流变特性。黏土矿物微生物领域由于细菌与土壤和沉积物中粘土矿物的相互作用具有巨大的潜力,因此相互作用仍然是广泛的可能会导致粘土矿物特性和行为发生变化。对所有这些暂时性变化及其潜在原因的进一步详细研究机理以及对粘土矿物-微生物相互作用程度和速率定量化的广泛调查,特别是在非常需要模仿自然系统。这篇综述总结了各种细菌对不同特性的影响使用活细菌通过实验确定的粘土矿物。

关键词:细菌,溶解,微生物,还原,微量元素

导言

粘土矿物,即层状硅酸铝是沉积盆地中最丰富的矿物(海洋和大陆),风化壳和土壤。 在土壤和地下环境中,微生物在解散中起根本作用土工材料,从而有助于元素循环,污染物,土壤肥力和水的分布质量(例如,Neher和Rohrer,1959; Zeyer,1993;Kretzschmar和Voegelin,2001年)。微生物介导矿物风化已被广泛记录各种岩石和矿物相的特征在于不同的表面性质和溶解度,包括页硅酸盐。此外,细菌是众所周知的加速矿物转化(例如,Stucki等,1992年; Vandevivere等,1994; Kostka等,1996,1999a,b; Lee和Fein,2000年)。

近年来,注意力越来越集中关于微生物作用的各个方面改变粘土矿物,例如减少结构铁(II)(Fe(III)),聚集,絮凝,溶解度,比表面积,基距,阳离子固色,层电荷,阳离子交换容量(CEC),水中溶胀,粘土结构变化和稳定性(例如Maurice等人,2001a,b)的目的。因此,本次审查旨在总结一些最新的与细菌对黏土的影响有关的发现属性和行为。 仅实验在这篇评论中考虑了用活细菌进行的工作。

微生物和粘土矿物用于研究它们彼此之间的相互作用

多种微生物和粘土矿物质已用于表中提到的所有研究一,到目前为止,最常见的粘土矿物(表一)研究中使用的是来自蒙脱石的矿物组(四面体-八面体-四面体(TOT)层,2:1黏土矿物):蒙脱石(八面体,化学式M 0.4(Al1.5Fe3 0.1Mg0.42.0 [Si2.0-O10-(OH)2],其中M代表一价阳离子像Na和K); 囊脱石(二面体,化学式M 0.4(Fe3 1.6Al0.2Mg0.32.1 [Al0.4Si3.6O10(OH)2]);锂基锂蒙脱石(三八面体,化学式(Ca,Na)0.33(Mg2.66Li0.33)[Si4O10(F,OH)2])(Jasmund和Lagaly,1993)。

在最近的研究中,粘土矿物包括:伊利石(TOT层,二八面体,一般化学式K0.65Al2.0[Al0.65Si3.35O10(OH)2];绿泥石(TOT层,三八面体,一般化学式(Mg,Al)6[Al0.8Si3.2O10(OH)8]);混合层伊利石蒙脱石,坡缕石(TOT层,混合二八面体三八面体,一般化学式(Mg,Al)2[Si4O10(OH)]·4H2O);蛭石(TOT层,三面体,一般化学式M 0.71-(OH)2]);高岭石(TOT层,二八面体,一般化学式Al3[Si2O5(OH)4])(Jasmund和Lagaly,1993)。

使用的细菌

所用粘土矿物

研究的属性

参考

假单胞菌、地衣芽孢杆菌、蜡样芽孢杆菌、伦图斯芽孢杆菌、混合芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌

花岗岩中的蛭石、绿泥石

溶解、螯合

伯塞林和贝尔吉

(1979年)

菌株P1

蒙脱石(SWa-1、API 25(蒙脱石)和API 33(非蒙脱石))(lt;2微米)

Fe(III)还原

Stucki等人。(1987年)

富集培养

加菲尔德非龙胆石(lt;2微米)

Fe(III)还原、溶胀

吴等人。(1988年)

野油菜黄单胞菌

怀俄明州蒙脱石、石柱高岭石

聚集,形成生物膜

Dorioz等人。(1993年)

假单胞菌的纯培养和混合培养。

蒙脱石(SWa-1)(0.5–2微米)

Fe(III)还原、膨胀

盖茨等人。(1993年)

巨喉杆菌

高岭石(lt;20mu;m)

流变学,脱氢温度

奥尔特尔和施梅尔泽

(1993年)

各种细菌

陶瓷

流变学

奥尔特尔和

海姆斯特-阿德特(1994)

拉米格拉动物园ATCC 19623,

假单胞菌NCIB 11264号

高岭石(125–250微米)

溶解、螯合

Vandevivere等人。

(1994年)

大西洋互生单胞菌

高岭石(1.5微米)

流变学

Dade等人。(1996年)

一叶雪旺菌MR-1型

蒙脱石(SWa-1)(0.5–2微米)

Fe(III)还原,层电荷,CECa)

Kostka等人。(1996年)

假单胞菌的混合培养。

丹麦粘性土(小于0.2和0.2–2微米)

Fe(III)还原

Ernstsen等人。(1998年)

假单胞菌的混合培养。

蒙脱石(SWa-1、SWy-1、API 25(蒙脱石)和API 34(锂云母))(lt;

2 微米)

Fe(III)还原、膨胀

盖茨等人。(1998年)

使用的细菌

所用粘土矿物

研究的属性

参考

一叶雪旺菌

蒙脱石(SWa-1)(0.5–2微米)

Fe(III)还原

Kostka等人。(1999a年)

一叶雪旺菌MR-4型

蒙脱石(SWa-1)(0.5–2微米)

Fe(III)还原、溶解、膨胀

Kostka等人。(1999b年)

金属还原土杆菌

蒙脱石(SWa-1)(0.5–2微米)

铁(III)还原、溶解、螯合

Kostka等人。(1999b年)

蜡样芽孢杆菌

含氧氢氧化物、云母的高岭石

溶解

斯蒂里亚科娃和

史提里亚克(2000)ˇ

门多西纳假单胞菌

高岭石(KGa-1b和

克格勃-2)

溶解、螯合

Maurice等人。

(2001年a)

门多西纳假单胞菌

高岭石(KGa-1b)

溶解、螯合

Maurice等人。

(2001年b)

门多西纳假单胞菌

高岭石(KGa-1b和

克格勃-2)

溶解、螯合

Ams等人。(2002年)

混合铁还原培养

高岭石(0.56 mm

平均值)

Fe(III)还原、溶解

Lee等人。(2002年)

一叶雪旺菌MR-1型

蒙脱石(SWa-1)(0.5–2微米)

Fe(III)还原、溶解

Dong等人。(2003年a)

腐败舍瓦内拉菌32元

砂岩中奥陶系伊利石(lt;0.2mu;m)

Fe(III)还原

Dong等人。(2003年b)

一叶雪旺菌MR-1型

非浪子(NAu-1)(lt;

2 微米)

Fe(III)还原,比表面积

Kim等人。(2003年)

frappieri脱硫杆菌

G2级

蒙脱石(SWa-1)(小于2微米)

Fe(III)还原

Shelobolina等人。

(2003年)

一叶雪旺菌MR-1型lt;

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