CH4氧化与六价铬还原耦合过程中的铬同位素分馏

摘要

铬同位素是评估受污染水体中六价铬的还原程度和研究生物及非生物不同还原途径的潜在有力手段.CH4是重要的温室气体,CH4氧化菌可利用CH4作为电子供体,六价铬作为电子受体进行代谢,研究CH4氧化与六价铬还原过程的关联对理解CH4及六价铬在自然界中的地球化学循环有重要意义.本工作对这一过程中的铬同位素组成的变化进行了测试，通过铬同位素区分生物过程和其他物理化学过程（吸附过程和EPS化学还原过程），揭示复杂的反应器体系中的六价铬浓度下降的原因。本工作选择苏州某河流的底泥为接种物，在中空纤维膜反应器中进行富集培养。设置两组反应器，分别通入CH4和N2，反应器中只有基本的矿物盐培养基，不含除CH4外的其他电子供体。每次向CH4组和氮气组分别注入六价铬，每次的反应时间为35天左右，最初CH4组和氮气组的六价铬还原速率类似，经过400多天的实验，氮气组底泥中的非生物还原物质被消耗，由于无电子供体，底泥中原有的微生物失活，反应速率逐渐变慢，CH4组底泥中能够利用CH4作为电子供体的CH4氧化菌逐渐富集，使得CH4组的还原速率远大于氮气组。