土壤Fe(Ⅲ)异化还原的环境效益.pdf

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1、农业环境科学学报2010，29(增刊)：273—277JournalofAgro-EnvironmentScience土壤Fe(Ⅲ)异化还原的环境效益迟光宇1”，陈欣1，史奕1，郑太辉1，2(1．中国科学院沈阳应用生态研究所中国科学院陆地生态过程重点实验室，沈阳110016；2．中国科学院研究生院，北京100049)摘要：异化Fe(Ⅲ)还原微生物是厌氧环境中广泛存在的一类主要微生物类群，它们的共同特征是可以利用Fe(Ⅲ)作为末端电子受体而获得能量。鉴于土壤Fe(Ⅲ)异化还原是厌氧环境中影响碳、氮、磷及金属元素生物地球化学循环的重要因素，对Fe(m)

2、异化还原在环境中的作用进行评述，系统介绍了国内外有关Fe(Ⅲ)还原环境效益的研究现状及其发展趋势。关键词：异化Fe(III)还原；环境效益；电子受体中图分类号：X53文献标识码：A文章编号：1672—2043(2010)增刊一0273—05EnvironmentalBenefitsofSoilFe(Ⅲ)DissimilatoryReductionCHIGuang—yul”，CHENXinl，SHIYil，ZHENGTai—huil·2(1．KeyLabofTerrestrialEcologicalProcess，InstituteofApplied

3、Ecology，ChineseAcademyofSciences，Shenyang110016，China；2．GraduateUniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100049，China)Abstract：DissimilatoryFe(m)reducingmicroorganismsaredominantgroupswidelypresentinvarietyanaerobicenviron·ments，whichsharethecommonfeatureswiththeabilitytous

4、eFe(m)astheterminalelectronaeceptortogainenergy．Fe(m)dissimilatoryreductionhaveamajorimpactonthebiogeochemicalcyclingofcarbon，nitrogen，phosphorusand(trace)metalsunderanaerobicconditions．Theeffectsof∞ilFe(m)dissimilatoryreductionOHenvironmentwerereviewedinthispa-per．Thestatusan

5、dprospectoftheenvironmentalbenefitsofdisimilatoryFe(m)reductionwerealsodiscussedsystemically．Keywords：disimilatoryFe(Ⅲ)reduction；environmentalbenefits；electronaeeeptor厌氧条件下，环境中的Fe(11I)氧化物会发生还原，现在认为这一过程主要是微生物介导的异化还原，即微生物以Fe(Ⅲ)氧化物为最终电子受体的厌氧呼吸过程。异化Fe(Ⅲ)还原细菌能在多种环境条件下生存，与碳循环、多种金属元素

6、和非金属元素的转化紧密相关。土壤Fe(Ⅲ)异化还原研究涉及生物进化和生物地球化学循环等基本问题，并将在资源利用、环境修复等过程中发挥重要作用。本文就国内外有关异化Fe(u1)还原环境效益的研究状况予以评述，以期进一步了解异化Fe(Ⅲ)还原的地学和环境学意义。收稿日期：2009—09—09基金项目：国家自然科学基金(40801133)作者简介：迟光宇(1976～)，男，占林长春人，助理研究员，主要从事Fe的生物地球化学循环研究。E—mail：chiguangyul018@126．c锄通讯作者：陈欣E—mail：chenxin@iae．∞．cn1减缓重

7、金属污染异化Fe(m)还原微生物具有强大的代谢功能，它们可利用除Fe(Ⅲ)以外的许多其他电子受体包括许多有毒重金属和类金属，如Mn(Ⅳ)、Cr(Ⅵ)、Co(Ⅲ)、As(V)、Se(V)等以及放射性元素U(V1)、Tc(Ⅶ)、V(V)等，从而对这些有毒重金属起到还原解毒或还原固定的作用一4

8、，或冈还原而使其对环境的毒性降低。目前利用异化Fe(III)还原对U(Ⅵ)污染的生物修复是最为成功的。U(VI)在环境中溶解度大容易扩散，但一旦被异化Fe(m)还原微生物直接还原，或被Fe(ii)还原为u(1v)，它的溶解度就降低，由此形成沉淀而被固定¨引。和u(

9、vi)类似，Tc(Ⅶ)一旦被异化Fe(m)还原微生物或Fe(11)还原，就会形成TcO，而被固定。曲东等¨副发现，向厌氧培