硅酸盐细菌解钾作用机理的综合效应

硅酸盐细菌能释放土壤含钾硅酸盐矿物中的磷、钾、硅等元素，直接供给植物生长利用，同时亦具有固氮能力。这为挖掘土壤潜在肥力、发展可持续农业提供了一条新的思路。本文分析了硅酸盐细菌对钾长石、伊利石的解钾作用过程，细菌-矿物复合体的形成，细菌对矿物的溶蚀作用，矿物晶体结构与细菌的解钾作用关系，复合体微环境的变化对细菌解钾作用的影响以及细菌对K^ 的主动吸收等，从微生物矿物学的角度讨论了硅酸盐细菌对含钾硅酸盐矿物解钾作用的机理问题，提出了硅酸盐细菌解钾作用综合效应的看法，并就农业生产上的利用问题指出，应根据当地的土壤环境，选择适宜的生产菌种和吸附剂，并配合使用其它化学肥料和有机肥料。     

硅酸盐细菌与硅灰石相互作用效果研究

为了探讨硅酸盐细菌与硅灰石矿物的相互作用效果,将硅酸盐细菌在硅灰石粉体作用下培养48 h,对培养液中pH值、葡萄糖(GLU)、电解质以及M n,S i,F e等的变化进行测试。同时做SEM分析,对硅灰石粉体与细菌的作用过程中细菌形态和界面作用情况进行研究。通过FT IR分析硅灰石与硅酸盐细菌作用前后的红外光谱图变化,研究结果表明:所选硅灰石作用下硅酸盐细菌GLU消耗量是无粉尘细菌对照的2.5倍,说明硅灰石对硅酸盐细菌生长有明显促进作用,但SEM分析发现菌体破裂和扭曲现象严重;而硅酸盐细菌对硅灰石中S i的增溶达到10倍以上,同时红外光谱分析发现898 cm-1,925cm-1,962 cm-1三处谱峰明显下降,也反映了S i的大量溶出。因此可以得出:硅灰石对硅酸盐细菌生长有显著的影响作用,硅酸盐细菌对硅灰石中S i等元素有明显增溶作用。     

胶质芽孢杆菌－蒙脱石相互作用实验研究

利用硅酸盐细菌研究了微生物对硅酸盐矿物的分解作用。选取层状硅酸盐矿物蒙脱石在30℃与一株编号为3025的硅酸盐细菌B.mucilaginosus进行交互作用,并利用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-AES)分析溶液中Si、Al、Mg离子的出溶量,利用X射线衍射(XRD)和显微红外光谱(Micro-FTIR)分析微生物作用后矿物物相和微结构变化。发现经硅酸盐细菌作用后,蒙脱石化学成分及晶体结构发生了细微变化,为微生物活动促进粘土矿物分解作用研究提供了实验和理论依据。     

微生物影响硅酸盐矿物风化作用的模拟试验

研究了硅酸盐细菌对矿物的风化作用。选用土壤中常见的钾长石、伊利石等矿物作为细菌风化作用的对象,通过在含有矿物颗粒的无氮培养基中培养硅酸盐细菌,使其在培养液中与矿物颗粒发生相互作用,再取样并处理后进行电镜观察和X-射线衍射分析。电镜观察结果表明细菌对矿物试样表面确实发生了溶蚀作用,被细菌作用后的矿粉,颗粒浑圆,边缘模糊不清,表面呈凹凸不平状,矿物颗粒被大量的菌体物质所覆盖。用X-射线衍射分析检测到细菌对具不同晶体结构矿物的“选择性”破坏作用,在有多种矿物同时存在的情况下,细菌对较易分解的矿物破坏作用速度较快。结合矿物学与微生物学相关知识,初步分析了细菌培养液中细菌与矿物界面之间的相互作用以及土壤生态系统中矿物的生物风化作用过程。     

长石微生物风化作用的研究现状与展望

矿物—微生物相互作用是地球表生环境下重要的地质作用类型,由于硅酸盐矿物的微生物风化影响着地球物质循环及地貌的形成和演变,尤其受到地质地球化学领域的关注。作为地球表层分布最广的硅酸盐矿物类型,长石在风化分解过程中,微生物通常会以流体模式、生物膜及真菌菌丝等方式与矿物表面发生作用。而长石在微生物作用下的分解机制主要包括质子交换和配体络合作用。微生物生理活动、微生物及代谢产物种类、生长条件,以及长石的种类、结构、成分及表面特征等均会影响其风化速率和风化程度。由于长石在硅酸盐矿物中的代表性,因此对长石—微生物作用模式、机理、影响因素等方面的研究,可以大大促进硅酸盐的微生物地质学的发展。     

超细水镁石粉体对大肠杆菌生长过程的影响

通过分析超细纤维水镁石的主要化学成分,测定其与大肠杆茵ATCC25922相互作用不同时间后,茵落数、培养基pH值、葡萄糖（GLU）、β-半乳糖酸苷酶以及Mg^2＋等的变化,来研究其相互作用影响。同时做SEM分析,对水镁石短纤维与细茵的作用过程中细菌形态和界面作用情况进行研究以观察超细水镁石粉体对大肠杆菌生长过程的影响。实验结果表明：试验条件下超细水镁石对大肠杆茵的生长有明显促进作用,其中茵落数和β-半乳糖酸苷酶最大是细茵对照管的2倍和5倍左右,同时粉体中Mg^2＋的溶出量相对与粉尘对照管增加2倍～3倍,适量浓度的超细水镁石粉体对大肠杆茵的生长代谢有明显的促进作用。     

组成复杂铝土矿微生物风化作用模拟试验

选用一株从铝土矿样表面分离的硅酸盐细菌,研究了该菌株对矿物种类与组成复杂的铝土矿的风化作用.通过摇瓶培养,使硅酸盐细菌在培养液中与矿物颗粒发生相互作用,再测定不同发酵时间上清液中主要杂质元素的含量,并对细菌作用不同时间后的铝土矿进行电镜观察和电子能谱扫描及X射线衍射分析.结果表明,随着培养时间的延长,发酵液中形成了明显的菌体-矿物复合体,细菌对矿物表面产生了溶蚀作用;细菌对不同晶体结构的矿物具有选择性破坏作用,层状结构的高岭石、伊利石比架状结构的石英等矿物更容易风化风化;该菌株可以释放铝土矿中的铝、硅、铁、钙、钾等元素到培养液中,矿物表面的钙元素百分含量从19.44降低至1.91,铁、钾从1.70、1.28降低至微量.结合矿物学与微生物相关知识,初步探讨了细菌与矿物界面之间的相互作用及矿物的微生物风化机制.     

硅酸盐矿物分解细菌Bacillus globisporus Q12与云母矿物相互作用的研究

土壤矿物与微生物相互作用对土壤中一系列生态过程产生重要影响。本文通过对培养液进行K、Si、Fe、Al等元素分析,测定了菌株生长与代谢产物,结合扫描电镜和透射电镜的观察,研究了钾矿物表生硅酸盐矿物分解细菌Bacillus globis-porusQ12菌株与云母矿物(黑云母和白云母)的相互作用规律。结果表明,不同的云母矿物对B.globisporusQ12菌株的生长与代谢有不同影响;与白云母相比,黑云母更适合B.globisporusQ12菌株的生长与酸性代谢产物(如有机酸等)的合成;供试菌株能促进黑云母和白云母矿物中K、Si、Fe、Al等元素的释放。扫描电镜、透射电镜观察与能谱分析发现,B.globisporusQ12菌株能在云母矿物表面定殖,加速云母矿物的风化;菌体自身也能吸附培养液中离子和矿物碎片而形成新的矿物。     

大气粉尘中的矿物及其环境健康效应研究进展

大气粉尘中的矿物主要来源于土壤尘、建筑工地和局地扬尘,颗粒较小,一般呈不规则形状,表面凹凸不平。矿物粉尘具有很强的生物活性,对人体健康、生物效应有其特有的生理作用。矿物粉尘表面活性基团影响粉尘的生物效应。矿物粉尘本身或刺激吞噬细胞而产生的自由基对细胞的损伤和粉尘性疾病的形成起着至关重要的作用。大气粉尘成分、表面特性以及矿物粉尘对人体正常宿主菌群的抑制性和毒性效应研究是矿物粉尘环境健康效应研究的重要方向。     

金川超镁铁杂岩体中硅酸盐和氧化物的矿物化学特征

本文论述了金川杂杂岩体中硅酸盐和氧化物矿物的共生组合关系,各种矿物的化学成分特点、元素配置状况和它们之间的变化关系。并从矿物化学的角度探讨了硅酸盐和氧化物矿物的形成机理、蚀变作用以及与成岩成矿作用的关系。同时根据辉石对cpx—opx(单斜辉石—斜方辉石)的成分按照Wood和Banno方法计算出了本杂岩体的成岩成矿温度。对金川超镁铁杂岩体成因的认识提供了资料。     

Effect of Mineral Dusts on the Growth of Silicate Bacteria S35

In order to compare the chemical compositions and physical properities of dusts on silicate bacteria S35, the chemical compositions of six kinds of mineral dusts have been analyzed and the changes of pH value, glucose （GLU）, electrolyte and Mn, Si, Fe before and after the dusts reacted with silicate bacteria S35 have been measured. The SEM analysis has been used to study the bacterial form and interface action status in the course of reaction between dusts and bacteria. The results show that these mineral dusts have different effects on experiment bacteria. Therefore, it is concluded that the effect of mineral dusts on silicate bacteria has correlation with the chemical compositions and physical properities of dusts.     

矿物尘粒与微生物作用研究进展

矿物微（ 尘） 粒与细菌微生物的生物活性和毒性效应研究是国外刚开展的新方向。本文结合国外此类研究的最新进展,以及国内菌／ 尘研究的现状,强调微生物与矿物界面的作用与依存关系。指出目前在居室和大气环境、洋底环境和极地环境、人体环境下的菌／ 尘作用产物和机制研究的不足,以及应开展研究的主要方面,预测了近期矿物与微生物作用研究的趋势。     

3种硅酸盐矿物粉体对V79和A549细胞的遗传毒性

通过噻唑蓝(MTT)比色法、微核试验、单细胞凝胶电泳实验(SCGE),检测了3种硅酸盐矿物粉体(绢云母、石英、钠长石)对V79和A549细胞存活率、微核及DNA损伤的影响,比较和探讨了3种硅酸盐矿物粉体细胞遗传毒性的差异。研究结果表明,3种硅酸盐矿物粉体均不同程度抑制细胞增殖,诱发细胞染色体和DNA损伤,作用大小顺序均为绢云母石英钠长石,且对V79细胞的增殖抑制率和DNA损伤率均明显强于A549细胞,推测一定浓度范围内的硅酸盐矿物粉体对细胞遗传物质的稳定性可能存在影响,对人体可能具有遗传毒性。     

矿物粉尘对人体血清物质的吸附行为研究

通过测定吸附后人体血清的成分,并利用红外光谱研究了几种矿物粉尘对血清中物质的吸附作用,结果表明,矿物粉尘对血清中物质的吸附具有选择性,主要是吸附了血清中的蛋白质和脂类等生物大分子。不同矿物吸附生物大分子的选择性不同,这主要与矿物的结构和表面海性等因素有关。红外光谱研究表明,吸附机理主要是物理吸附,可能也存在化学吸附。另一方面,矿物粉尘在血清中发生了一定程度的阳离子交换和溶解作用。     

新疆哈图金矿微球粒的发现及其地质意义

采自新疆哈图金矿区各地层单元和含矿脉体中的基岩人工重砂样品普遍含有一种“微球粒”物质。通过“微球粒”的一般特征，表面、断面结构、矿物组成和化学成分的研究，认为属消融型宇宙尘。并据此提出区内玄武质母岩浆在形成玄武岩的过程中同化、熔融了含宇宙尘的局部老地层物质；为区内金矿化提供含矿热液的花岗岩属重熔型花岗岩。     

燃煤固体产物的矿物组成研究

利用X射线衍射、穆斯堡尔谱与扫描电子显微镜等方法研究中国典型燃煤煤种的燃烧产物的矿物学特征，揭示出不同化学成分以及不同类型产物中矿物组成的差异性。根据化学成分，可将燃煤固体产物分为硅铝质、铁质和钙质三组，硅铝质产物结晶相主要为莫来石和石英，而结渣中基本为莫来石；铁质产物中主要矿物包括α-Fe2O3、γ-Fe2O3与Fe3O4，其含量随锅炉燃烧湿度的变化而变化；钙质产物中矿物种类复杂，飞灰石检出石灰、石膏和石英，沾污中检出石膏、赤铁矿和石类，而结渣中还发现钙的硅酸盐矿物。上述矿物分布特征是由不同成分的硅酸盐熔体在不同热力学条件下的结晶行为所决定的。     

水泥基土壤固化剂固化土的物理化学作用

采用击实试验、液塑限联合测定界限含水率试验、蜡封法测定干密度试验、二氧化碳气量法、交换性钠离子百分比试验等方法,结合黏土矿物组成与结构特点,研究了水泥基土壤固化剂固化土的物理化学作用。试验结果表明：随着固化剂剂量的增加,混合料的最大干密度增大,最优含水率降低;固化土混合料经过养护后,塑性指数降低,干密度增大,碳酸盐含量增加,交换性钠离子百分比升高;黏土矿物在强碱性和钙离子作用下被激活,形成各种水化硅酸盐和铝酸盐。研究认为：在土-固化剂-水-气系统中通过液相和气相向固相的转变以及各类水化产物的填充、挤密、胶结等作用,混合料逐渐形成较致密的整体;离子交换反应对土体的加固作用在后期起负效应;铝硅酸盐黏土矿物在强碱性和钙离子存在条件下被分解,参与水化硅酸盐和铝酸盐的反应。     

几种纤维矿物粉尘的真空有机吸附及表面基团变化

利用真空有机吸附和红外光谱分析法,研究了几种纤维矿物粉尘对不同偶极矩的正己烷（偶极矩为０）、乙醚（偶极矩为１．１６）和吡啶（偶极矩为２．１９）的吸附特征及这种有机试剂对表面基团的影响。研究发现：纤维矿物粉尘对有机试剂的吸附能力并不完全与有机试剂的偶极矩大小成正比;部分纤维矿物粉尘对正己烷的吸附为化学吸附,吸附解吸后出现了１２６２￣１２６７ｃｍ＾－１、１３１１ｃｍ＾－１的新的ＩＲ谱带,它们应是部分纤     

Physical and chemical characteristics of after-reclamation dust from used sand moulds

The paper presents the results of investigations of physical and chemical properties of after reclamation dust that is generated in the foundry industry. Universally applied mechanical reclamation processes of spent moulding sands generate large amounts of after-reclamation dusts containing mainly rubbed spent binding agents and quartz dusts. An amount of after-reclamation dusts—in dependence of the reclamation system efficiency and the reclaim dedusting system—can reach 5–10 % in relation to the total reclaimed spent moulding sand. After-reclamation dusts originated from spent moulding sands with different kinds of resins mostly belong to dangerous wastes, since they contain chemo-setting binders with dangerous substances removed in the reclamation process. None of the companies producing mechanical reclamation systems offers presently the complex technology and equipment for utilisation of after reclamation dusts, which would meet technical and economic expectations of foundry plants. The paper presents the results of research carried out at the Faculty of Foundry Engineering AGH UST in Cracow which aims on the determination of possibilities of using the post-reclamation dust generated during mechanical reclamation of used moulding sands with organic resins as a source of energy. Different dusts generated in the mechanical reclamation process of used organic sands, delivered from foundries, were tested to determine their chemical composition, granular characterisation and physicochemical properties. As a result of the investigations, possible ways to utilise the dusts are presented.