黑曲霉对含磷和含钾矿粉的风化作用研究

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	黑曲霉对含磷和含钾矿粉的风化作用研究
	邱双双
导师	连宾
	2012
学位授予单位	中国科学院研究生院
学位授予地点	北京
学位名称	硕士
学位专业	地球化学
关键词	黑曲霉含磷矿粉含钾矿粉磷灰石钾长石白云石微生物风化作用
摘要	磷和钾是农作物生长中的重要营养元素，开展微生物对含磷矿粉和含钾矿粉的风化作用，有助于开发利用工业废弃的含磷矿粉和含钾矿粉，制作生物有机矿物肥料。本文首先研究了黑曲霉对含磷矿粉及磷酸钙的风化作用，在此基础上研究了黑曲霉对不同含量的含钾矿粉和含磷矿粉（含有磷灰石和白云石）的风化作用，通过测定黑曲霉风化过程中的pH 值、溶磷率、磷矿粉中携带的白云石矿物风化速率的变化以及风化产物的矿物组成，探讨微生物风化单纯的磷矿粉以及含钾矿粉和含磷矿粉同时存在情况下的微生物作用过程及机理。选用查氏培养液，在无可溶性磷酸盐存在的条件下，对比研究了黑曲霉对含磷矿粉及磷酸钙的风化作用。采用紫外-可见分光光谱法（UV）、原子吸收光谱法(AAS)、扫描电镜(SEM)、能谱分析（EDS）、X 射线衍射（XRD）等技术手段，分析黑曲霉对含磷矿粉及Ca3(PO4)2 的风化作用机制。结果表明，培养液中水溶性P、Ca2+、Mg2+含量变化不仅与黑曲霉生长状况有关，而且与添加的矿物组成相关，磷矿粉较Ca3(PO4)2 更难被真菌风化，黑曲霉作用含磷矿粉20d 后磷的溶出率为46.83%，作用Ca3(PO4)2 12d 后磷的溶出率达到91.01%；SEM 观察结果显示含磷矿粉表面有侵蚀痕迹，颗粒疏松，Ca3(PO4)2 不仅有侵蚀破坏痕迹，还有菱面体状物质出现；XRD 测定结果表明黑曲霉风化磷矿粉和Ca3(PO4)2 可形成水草酸钙。进一步分析认为，黑曲霉对磷矿粉和Ca3(PO4)2 的风化作用应该是菌丝体的生物机械作用及其酸性代谢产物的酸溶作用的协同作用结果。在此过程中，释放出的Ca2+与黑曲霉分泌的草酸结合形成水草酸钙，进一步促进磷矿石的溶解和P 的释放。在不含磷、钾、镁营养源的培养液中添加不同含量的含钾矿粉和含磷矿粉，研究黑曲霉对复合矿粉的风化作用。借助UV、电感耦合等离子体发射光谱（ICP-OES）、离子色谱（IC）、气相色谱（GC-MS）、XRD 技术手段，研究微生物风化培养液中的pH 值、溶磷率、白云石风化速率以及风化机理。结果表明，添加一定含量的含钾矿粉后，培养液pH 值降低、溶磷率升高、可溶性K 离子浓度升高、白云石风化速率加快，分析认为在有含钾矿粉和含磷矿粉同时存在的情况下，黑曲霉可能会通过分泌甲酸、醋酸、草酸等有机酸对矿粉进行风化。本文研究结果为废弃的磷矿资源以及低品位含钾岩石资源的开发利用提供了新的思路，研究结果加深了对真菌风化含磷矿粉及含钾矿粉作用过程和机理的理解，为进一步研究这两类矿粉的实际利用提供了基础资料。
学科领域	环境地球化学
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.gyig.ac.cn/handle/352002/6657
专题	研究生_研究生_学位论文
推荐引用方式 GB/T 7714	邱双双. 黑曲霉对含磷和含钾矿粉的风化作用研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院,2012.

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