研究比较了黄铁矿基双阳极MFC-CW在不同碳氮比(0和2.5)及初始硝酸盐浓度(7、14和28 mg/L)条件下上阳极和下阳极的反硝化速率,以及对不同阶段硝酸盐还原反应动力学的模拟,从动力学角度揭示系统自养-异养协同反硝化机理.结果显示:不同碳氮比下系统两阳极硝酸盐还原效果差异不大,而亚硝酸盐累积、硫酸盐生成的差别较大,两阳极处微生物群落组成相似,优势菌属的相对丰度受C/N、阳极位置影响较大;两阳极处的硝酸盐还原动力学均属于一级反应,且C/N=0时反硝化速率常数(0.0087、0.0045和0.0188/h)均小于C/N=2.5(0.0151、0.0071和0.0798/h;以上阳极为例);MFC-CW系统的反硝化动力学更符合Monod-CSTR模型,且在停留时间较长时取得更好的拟合效果,随着停留时间的增加,C/N=0时系统的反硝速率增加,C/N=2.5时系统的反硝化速率在一定范围内波动[0.6662-0.7744 g/(m2·d)].实验结果可为黄铁矿基MFC-CW的实际工程应用提供理论指导.

埃迪卡拉纪-寒武纪转换时期动物的起源、演化和“寒武纪大爆发”一直是国际古生物学界研究的热点问题,其中寒武纪早期小壳化石群与埃迪卡拉纪化石群和寒武纪早期澄江化石库之间的内在关系是古生物学界研究的难题,其主要原因是寒武纪早期与小壳化石群伴生的宏体动、植物化石的缺乏.发现于峡东地区的寒武纪早期岩家河生物群填补了这一缺失环节,该生物群包含宏体动物、宏观藻类、小壳化石、球形化石(可能的胚胎化石)、微古植物和蓝菌类等化石,部分宏体化石显示了从埃迪卡拉纪向寒武纪过渡色彩.化石保存方式有碳质膜、黄铁矿化、磷酸盐化、硅化.因此对岩家河生物群生物多样性和埋藏学进行综合研究,将可提供纽芬兰世(梅树村期)碳酸盐台地—碳酸盐台地内部的局部凹陷盆地相的一个较完整的生物景观图,对探索“寒武纪大爆发主幕”前夕生物的辐射、演化模式及保存机制具有重要的科学意义.

河流筑坝拦截对水体碳、氮、硫等元素的生物地球化学循环产生了重要影响.为了研究在梯级水库影响下C、S元素循环的响应过程,本研究以嘉陵江干流4座代表性的梯级水库为对象,于2016年冬季(1月)和夏季(7月)采集各个水库的河流入库水、库区分层水和下泄水,分析DIC浓度、SO42-浓度和δ13CDIC及δ34S-SO42-.结果表明:(1)研究区水体的水化学组成主要受碳酸对碳酸盐风化控制,同时,来源于流域黄铁矿和大气SO2氧化产生的H2SO4也广泛参与到区域碳酸盐岩风化;(2) DIC主要来源于土壤CO2和碳酸盐岩风化,SO42-主要受大气降水和黄铁矿氧化过程影响;(3)水库水体DIC浓度、SO42-浓度、δ34S值及δ13CDIC值两两之间存在相关性(P＜0.05),表明水库水体C、S元素的时空演变受到相似过程(物理、化学、生物)的影响.经过筑坝拦截,河流水环境及营养元素循环发生很大改变,运用C、S双同位素可以有效示踪水库的湖沼化演化过程.

通过向9K培养基中添加单质硫和FeSO4·7H2O两种能源物质,从好氧膜生物反应器(Membrane Bio-Reactor,MBR)污泥中分离富集氧化硫硫杆菌(Thiobacillus thiooxidans,T.t)和氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans,T.f)的混合母液.采用以磁黄铁矿为能源物质的培养基对富集微生物进一步驯化培养后,将其接种在双室微生物燃料电池(Microbial Fuel Cell,MFC)反应器阳极室进行生物浸矿,从反应器产电和电化学分析两方面探究其运行性能.结果表明,富集微生物在磁黄铁矿培养基中培养18d后,菌液中pH降低至0.98 ±0.01,Fe3+、SO42-浓度分别达到(138.6±10.06) mmoL/L、(133.26±2.28)mmol/L;MFC反应器峰值电压达到(126.67±7.02) mV,最大功率密度75.88 mW/m2.

目的 对自然铜矿物药进行矿物学鉴定并对比其成分.方法 结合外观及反光镜鉴定,利用主要化学成分分析、微量元素光谱半定量、红外光谱、X射线衍射等不同技术进行矿物学测试分析.结果 外观鉴定显示矿物药自然铜实际矿物为黄铁矿,反光镜显示反射率53％,无内反射,为均质体;主要化学成分结果为Fe 46.6％、S 53.4％,光谱半定量分析显示其中主要微量元素为Cu、Mo、Co、Yb、Mn、K,与其它不同来源的样品微量元素的种类及含有量均有差异;X射线衍射显示蒲城县样品中黄铁矿含有量为100％;与陕西省药材公司样品对比显示黄铁矿含有量为95％;此外,红外光谱曲线显示蒲城县样品中黄铁矿含有量95％以上;陕西省药材公司样品中黄铁矿含有量95％.结论 蒲城县伏头地区矿物药自然铜符合药材资源标准.

埃迪卡拉纪末期最早骨骼生物Cloudina的出现及其全球性分布,标志着早期生命的演化进入了新阶段.Cloudina已成为埃迪卡拉纪末期全球重要的指示化石.位于扬子地台西北缘陕西宁强地区的高家山生物群保存有大量结构精美的磷酸盐化Cloudina.同时,该生物群中还保存有黄铁矿化的Conotubus,其生物结构以三维立体的方式保存下来,借助工业CT技术,可以观察到岩层内部Conotubus的立体形态特征.前人根据基本相同的锥管状形态、始端封闭、末端开口及漏斗状套合的管体叠合方式等认为Conotubus和Cloudina存在一定的亲缘关系,但二者个体大小悬殊、保存方式迥异,二者关系依然存疑.本文选取Conotubus和Cloudina化石的胎管部分,尝试采用几何形态测量学分析的方法,通过计算统计手段证明二者之间可能存在一定的亲缘关系.高家山生物群地层沉积连续,保存有埃迪卡拉纪末期极为珍贵的连续演化化石,Conotubus和Cloudina之间亲缘关系的确定,为研究埃迪卡拉纪末期生物演化提供了绝佳的材料,也为高家山生物群申请全球界线层型(GSSP)候选剖面提供了更多的支撑.

趋磁细菌是一类可以沿磁场方向进行运动的微生物统称,在细胞内合成由生物膜包被、链状排列、纳米级、单磁畴的磁铁矿(Fe3O4)或胶黄铁矿(Fe3S4)的磁小体颗粒.趋磁细菌在自然界分布广泛且多样性丰富,不仅在水环境和沉积环境的铁、硫、碳、氮、磷等元素生物地球化学循环中发挥重要作用,而且在污染治理、疾病诊断和治疗等方面有较好的应用.趋磁细菌磁小体由生物膜包被并在细胞调控下合成,是一类新型的生物源磁性纳米材料.相比常规化学合成的磁性纳米颗粒,磁小体具有大小均一、生物相容性高、兼具化学修饰和基因工程修饰功能等特点,在磁性分离、固定化酶、食品检测、环境监测、医学诊断、磁共振成像、磁热疗和靶向治疗等方面具有广阔的应用前景.在介绍趋磁细菌多样性研究的基础上,综述了趋磁细菌和磁小体的制备、修饰及其应用的最新进展,并对未来的研究进行了展望.

豫西寒武系苗岭统张夏组薄层微晶灰岩中发育了大量的Thalassinoides bacae遗迹化石,利用微区X射线荧光光谱仪和扫描电镜观察,并结合能谱分析,对Thalassinoides bacae遗迹化石的元素分布及微观特征进行分析.结果 表明:衬壁与围岩的元素特征相似,晕圈的Fe、Mg富集;在填充物与衬壁的边界处Fe的含量高,且有大量的莓状黄铁矿(微晶呈八面体、五角十二面体、立方体、球体和不规则形)、黄铁矿的自形单晶及其铁的氧化物.认为晕圈构造是受到铁白云石流体的影响而形成的成岩晕;莓状黄铁矿的特征表明其为生物成因,为Thalassinoides bacae的耕作行为习性提供了重要依据,表明造迹生物在潜穴衬壁的边缘培植微生物以提供食物来应对食物贫乏,这是早期生物行为习性进化及后生动物向不同环境辐射的重要标志.

目的 对陕西省蒲城县伏头地区矿物药自然铜与蛇含石进行矿物学鉴定及成分对比.方法 先用肉眼及反光镜鉴定,再利用微量元素光谱半定量、红外光谱、X射线衍射等方法进行矿物学及成分测试分析.结果 矿物药自然铜、蛇含石均为矿物黄铁矿,但自然铜为立方体黄铁矿单晶体,蛇含石为结核状黄铁矿集合体;反光镜测试自然铜与蛇含石的反射率分别为53％、50％,均为均质体、无内反射;光谱半定量分析显示:自然铜的主要微量元素Cu＜5 ppm、Mo 15ppm、Co 10 ppm、Yb 15 ppm、Mn＜ 200 ppm、K＞10 ppm,蛇含石的主要微量元素Cu＜5 ppm、Mo 5 ppm、Co 30 ppm、Pb 50ppm、Sn 50 ppm、Ni 200 ppm、Yb 1 ppm、Mn＜ 200 ppm,K＞10 ppm.X射线衍射显示:自然铜中黄铁矿的含量为100％,特征峰2.702(10)、1.630(9)、2.417(7),蛇含石中黄铁矿的含量97％、绿泥石3％,特征峰2.706(10)、1.630(10)、2.419(8).红外光谱曲线显示:自然铜中黄铁矿的含量＞95％,特征谱线417、343 cm-1,蛇含石中黄铁矿的含量为97％,特征谱线413、345 cm-1.结论 陕西省蒲城县伏头地区矿物药自然铜与蛇含石中的矿物成分均为黄铁矿,形态特征分别为单晶体立方体晶形、结核状集合体,推测可能是结构差异导致了药理学差异.