微生物矿化清除铬污染过程中有机铬的形成及其转化规律

有关次生矿物的生物成因的基础研究已经引起了国内外地学界专家们的高度关注。申请人前期在研究微生物矿化清除铬污染过程中，发现微生物还原六价铬盐生成的三价铬不是立即以无机盐的形式沉淀，而是先形成纳米级颗粒状的有机铬(organo-Cr)。关于纳米有机铬的形成过程和转化规律及其在地球化学循环中的意义，目前还没有得到很好的认识，也未见相关的报道。本研究基于前期微生物矿化除清除铬污染研究的基础，拟采用纳米地质科学（Nanogeoscience）的研究思路，结合生物化学和结构化学的分析手段，从微观和亚微观角度研究有机铬矿的形成过程，及其在地球环境中的演变过程和转化规律，揭示铬相关的次生矿物形成过程，生物参与的调控机制和矿物的演变规律及生长机理，从更深层次认识生物矿化过程中的本质问题。本研究结果对贫矿的富集开采和铬污染土壤的微生物修复都具有理论指导意义。

研究有机铬形成条件和过程，以及有机铬在细菌内、外部的分布、结构、形态及价态。根据文献采用化学合成的方法合成一些简单的化学结构明确的铬化合物作为对照。确定有机铬的化学结构和配位情况。研究不同的pH值，氧化还原电位，温度，压力，盐度，有机质浓度等条件下有机质和铬元素的分解方式。铬元素释放后的晶核形成及长大过程。优化矿物元素成核和生长的最佳条件。以及矿化后期次生矿物的结构、尺寸和物相。从微观和亚微观角度研究有机铬矿的形成过程，及其在地球环境中的演变过程和转化规律，揭示铬相关的次生矿物形成过程，生物参与的调控机制和矿物的演变规律及生长机理，从更深层次认识生物矿化过程中的本质问题。本研究结果对贫矿的富集开采和铬污染土壤的微生物修复都具有理论指导意义。研究基本按原计划进行。在本课题基金的资助下已发表SCI 论文7篇；申请专利4项，已授权2项。