微生物-矿物颗粒互作界面多环芳烃的厌氧微生物降解机制

基本信息
批准号:41501244
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:20.00
负责人:赵刚
学科分类:
依托单位:广东省科学院微生物研究所
批准年份:2015
结题年份:2018
起止时间:2016-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:杜娟,杨旭楠,肖亿金,冯荣芳,孔冠楠
关键词:
界面反应与过程厌氧微生物降解粘土矿物多环芳烃吸附解吸
结项摘要

Environment contaminated by polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) emissions and accumulation in aquatic sediments due to industrial development and increase in energy consumption is becoming increasingly degenerative. In sedimentary environments, biodegradation by anaerobic microorganism plays an important role in natural attenuation of PAHs. Clay particles are the important solid-phase mineral components in sedimentary environments. Microbes-minerals interactions exert an important influence on contaminant bioavailability and extracellular electron transfer, thus changing the process of biodegradation. However, the influence mechanisms of microbes-minerals interactions on microbial degradation of organic contaminant is largely unknown. Geobacter sp., a higly-efficient phenanthrene anaerobic degrading bacteria, will be employed; the representative iron-bearing clay minerals (nontronite, illite and chlorite) are selected. The effects of microbes-minerals interactions on bioavailability of phenanthrene and extracellular electron transfer will be investigated by using classical chemical methods combined with modern analytical techniques including attenuated total reflectance Fourier transform infrared spectroscopy (ATR-FTIR) and microcalorimetry. The proposal aimed to clarify the effects of microbes-minerals interactions on the fate of PAHs in sedimentary environments and to provide scientific basis and technologic support for remediation of organic pollutants in contaminated sediments.

随着国内工业发展和能源消耗增加,大量PAHs排放并在水体沉积物中蓄积,带来的污染问题日益严重。在沉积物环境中,厌氧微生物主导的降解过程在PAHs自然衰减中发挥着重要作用。粘土矿物颗粒是沉积物中重要的固相组分,其与降解菌的互作会对污染物微生物有效性和胞外呼吸电子传递等降解环节产生重要影响,但相关机制尚不清楚。本项目选取沉积物环境中广泛存在的含铁粘土矿物(绿脱石、伊利石和绿泥石)和一株PAHs高效厌氧降解菌(Geobacter sp.)为材料,以多环芳烃代表物菲为目标污染物,运用经典化学方法和衰减全反射红外光谱、等温微量热等多种分析技术,研究细菌和粘土矿物相互作用对菲厌氧微生物吸收转化的影响,探讨粘土矿物颗粒在降解菌胞外电子传递中的作用,以期阐明微生物、矿物相互作用对沉积物中PAHs环境行为和归趋的影响机制,为沉积物环境中有机污染物修复提供科学依据和技术支撑。

项目摘要

厌氧环境中,矿物颗粒与微生物的互作会直接影响有机污染物微生物降解过程中的底物吸收和胞外电子传递等环节,从而改变其降解过程。基于此,本项目构建了可在分子水平研究细菌细胞界面行为的衰减全反射红外光谱观测系统,搭建了能够实时分析矿物表面微生物数量和活性的激光共聚焦显微镜技术平台,分析了电活性微生物在针铁矿表面的行为特征;通过还原动力学和微生物界面行为分析,首次研究了胞外黄素与针铁矿的相互作用对矿物微生物铁还原过程的影响;运用分子生物学和微生物/矿物界面互作分析技术,发现了一种新的铁(氢)氧化物对细胞外膜电子传递关键位点的堵塞机制,阐明了针铁矿抑制不同极性偶氮染料微生物还原的原因。研究解决了在粘土矿物颗粒表面的微生物行为难以观察的难题,为我们理解沉积物环境中电活性微生物的行为特征和相关环境效应提供了有效参考,并为厌氧环境有机污染物的去除提供了理论基础和技术依据。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

针灸治疗胃食管反流病的研究进展

针灸治疗胃食管反流病的研究进展

DOI:
发表时间:2022
2

基于多模态信息特征融合的犯罪预测算法研究

基于多模态信息特征融合的犯罪预测算法研究

DOI:
发表时间:2018
3

惯性约束聚变内爆中基于多块结构网格的高效辐射扩散并行算法

惯性约束聚变内爆中基于多块结构网格的高效辐射扩散并行算法

DOI:10.19596/j.cnki.1001-246x.8419
发表时间:2022
4

空气电晕放电发展过程的特征发射光谱分析与放电识别

空气电晕放电发展过程的特征发射光谱分析与放电识别

DOI:10.3964/j.issn.1000-0593(2022)09-2956-07
发表时间:2022
5

多空间交互协同过滤推荐

多空间交互协同过滤推荐

DOI:10.11896/jsjkx.201100031
发表时间:2021

赵刚的其他基金

批准号:10173014
批准年份:2001
资助金额:14.00
项目类别:面上项目
批准号:11243004
批准年份:2012
资助金额:15.00
项目类别:专项基金项目
批准号:20372072
批准年份:2003
资助金额:25.00
项目类别:面上项目
批准号:20242005
批准年份:2002
资助金额:7.00
项目类别:专项基金项目
批准号:10433010
批准年份:2004
资助金额:150.00
项目类别:重点项目
批准号:30872474
批准年份:2008
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:51675112
批准年份:2016
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:20172064
批准年份:2001
资助金额:19.00
项目类别:面上项目
批准号:21272247
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:20672135
批准年份:2006
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:20772148
批准年份:2007
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:30972900
批准年份:2009
资助金额:31.00
项目类别:面上项目
批准号:81872030
批准年份:2018
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:81672406
批准年份:2016
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:51275102
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:51076149
批准年份:2010
资助金额:38.00
项目类别:面上项目
批准号:19103002
批准年份:1991
资助金额:2.50
项目类别:青年科学基金项目
批准号:19373012
批准年份:1993
资助金额:7.00
项目类别:面上项目
批准号:11303064
批准年份:2013
资助金额:28.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11204128
批准年份:2012
资助金额:30.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30600594
批准年份:2006
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51276179
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:50506029
批准年份:2005
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:10947113
批准年份:2009
资助金额:3.00
项目类别:专项基金项目
批准号:21871282
批准年份:2018
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:51802117
批准年份:2018
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11874191
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:11233004
批准年份:2012
资助金额:350.00
项目类别:重点项目
批准号:11873068
批准年份:2018
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:29802007
批准年份:1998
资助金额:11.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31872740
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:51274155
批准年份:2012
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:61905136
批准年份:2019
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81372666
批准年份:2013
资助金额:72.00
项目类别:面上项目
批准号:81373386
批准年份:2013
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:21572247
批准年份:2015
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:51476160
批准年份:2014
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:81772684
批准年份:2017
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:21032006
批准年份:2010
资助金额:300.00
项目类别:重点项目
批准号:11504154
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

生物炭作用下土壤中根系-微生物互作与多环芳烃降解过程的耦合机制

批准号:41671236
批准年份:2016
负责人:宋洋
学科分类:D0709
资助金额:66.00
项目类别:面上项目
2

沉积物-水界面多环芳烃的固定化微生物降解转化机理研究

批准号:41401553
批准年份:2014
负责人:王萍
学科分类:D0711
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
3

溶解性有机质强化微生物降解多环芳烃的机制

批准号:41301567
批准年份:2013
负责人:韩雪梅
学科分类:D0708
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
4

土壤矿物-有机物-微生物互作界面重金属的化学行为

批准号:41230854
批准年份:2012
负责人:黄巧云
学科分类:D0709
资助金额:300.00
项目类别:重点项目