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本文以希瓦氏金属还原菌(Shewanella decolorationis S12)、针铁矿(goethite)、4-硝基苯乙酮为研究对象,探讨了针铁矿的生物/非生物还原解离特征和4-硝基苯乙酮在“针铁矿-微生物”多相界面的微生物还原降解动力学特征以及氧化还原中介体2-磺酸钠蒽醌(AQS)对上述反应过程的影响。结果表明,AQS的加入使4-硝基苯乙酮的还原降解速率以及针铁矿的还原解离速率均得到显著的提高。其中,在针铁矿的生物解离实验中,在添加AQS的0.5mM针铁矿体系中,厌氧培养38天后,被还原解离出的Fe(??)浓度是未添加AQS的394%;针铁矿的归一化还原速率表明,当电子供体浓度一定时,随着针铁矿浓度增加,针铁矿的还原酶促反应显著减弱。米氏拟合方程表明,以不同浓度的针铁矿为底物时,S12菌--针铁矿相互作用过程的拟合相关系数R2分别为0.843(添加AQS)和0.998(未添加AQS),电子转移载体的存在以及底物类型的不同均对Vm ax和K m值均有一定程度的影响。微生物在还原针铁矿过程中,其还原速率越大,用于ATP合成所需能量?E值也随之升高,S12菌和针铁矿的还原反应达到平衡时,Gibbs自由能变化( ?G r)达最大值。针铁矿非生物还原解离实验的结果表明:在没有氧化还原中介体(AQS)的参与下,针铁矿的非生物还原作用十分微弱;AQS加入体系后,针铁矿的非生物还原程度在经历一定的反应时间后显著加剧,且还原过程中生成的解离态Fe(??)含量随时间的变化趋势符合典型的SLogistic曲线特征。SLogistic拟合结果表明:一定电子供体浓度下,不同浓度针铁矿的非生物还原Slogistic模型拟合的校正R2系数(Adj. R- Square)在0.988~0.992之间。当针铁矿浓度维持为一恒定值时,电子供体浓度不足的情况下,针铁矿的非生物还原的SLogistic曲线特征较弱,当电子供体浓度充足的条件下,Slogistic模型拟合的校正R2系数可高达0.990。因此,电子供体和针铁矿浓度以及氧化还原中介体AQS的参与对Slogistic模型拟合参数均有一定的影响。4-硝基苯乙酮的生物解离动力学实验的结果表明,4-硝基苯乙酮微生物还原降解过程中最终产物是4-氨基苯乙酮,且4-氨基苯乙酮含量(μM)的对数值和反应时间(h)之间均呈典型的动力学一级增长模式(ExpGro1 Mode),ExpGro1模型拟合的校正R2系数(Adj. R- Square)在0.971~0.989之间。不同浓度的AQS以及反应体系中针铁矿的介入,导致4-硝基苯乙酮微生物还原反应所需“活化时间”存在一定程度的差异。研究进一步证实了,针铁矿还原解离过程生成的Fe(?Ι)在4-硝基苯乙酮微生物还原过程中起到了至关重要的作用。