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Contribution of Microaerophilic Iron(Ⅱ)-Oxidizers to Iron(Ⅲ) Mineral Formation

机译：微苯化铁（Ⅱ） - 氧化物对铁（Ⅲ）矿物质形成的贡献

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Neutrophilic microbial aerobic oxidation of ferrous iron (Fe(II)) is restricted to pH-circumneutral environments characterized by low oxygen where microaerophilic Fe(II)-oxidizing microorganisms successfully compete with abiotic Fe(II) oxidation. However, accumulation of ferric (bio)minerals increases competition by stimulating abiotic surface-catalyzed heterogeneous Fe(II) oxidation. Here, we present an experimental approach that allows quantification of microbial and abiotic contribution to Fe(II) oxidation in the presence or initial absence of ferric (bio)minerals. We found that at 20 mu M O-2 and the initial absence of Fe(III) minerals, an iron(II)-oxidizing enrichment culture (99.6% similarity to Sideroxydans spp.) contributed 40% to the overall Fe(II) oxidation within approximately 26 h and oxidized up to 3.6 x 10(-15) mol Fe(II) cell(-1) h(-1). Optimum O-2 concentrations at which enzymatic Fe(II) oxidation can compete with abiotic Fe(II) oxidation ranged from 5 to 20 mu M. Lower O-2 levels limited biotic Fe(II) oxidation, while at higher O-2 levels abiotic Fe(II) oxidation dominated. The presence of ferric (bio)minerals induced surface-catalytic heterogeneous abiotic Fe(II) oxidation and reduced the microbial contribution to Fe(II) oxidation from 40% to 10% at 10 mu M O-2. The obtained results will help to better assess the impact of microaerophilic Fe(II) oxidation on the biogeochemical iron cycle in a variety of environmental natural and anthropogenic settings.
机译：含铁铁的嗜中性微生物氧化（Fe（II））限于pH - 呈甲状腺环境，其特征在于低氧，其中微碳酸Fe（II） - 氧化微生物成功与非生物二氧化碳氧化竞争。然而，通过刺激非生物表面催化的非均相Fe（II）氧化来增加竞争率（Bio）矿物质的累积。在这里，我们提出了一种实验方法，可以在存在或初始不存在Fe（Bio）矿物质中，允许定量对Fe（II）氧化的微生物和非生物贡献。我们发现，在20 mu m O-2和初始没有Fe（III）矿物质，铁（II） - 氧化富集培养物（与Sideroxydans SPP的99.6％相似之处）贡献了40％的整体Fe（II）氧化在约26小时内，氧化高达3.6×10（-15）摩尔Fe（II）细胞（-1）H（-1）。酶促Fe（II）氧化的最佳O-2浓度可与非生物二氧化碳（II）氧化竞争，范围为5-20μm。降低O-2水平有限的生物二氧化碳（II）氧化，而在较高的O-2水平非生物二（ii）氧化占主导地位。在10μmo-2下，二氧化铁（Bio）矿物质诱导表面催化的异质反应Fe（ii）氧化，并将微生物贡献降低到Fe（II）氧化在10μmo-2中的40％至10％。所得结果将有助于更好地评估微生烃Fe（ii）氧化在各种环境天然和人为环境中的生物地冰晶铁循环中的影响。

著录项

  • 来源
    《Environmental Science & Technology》 |2019年第14期|8197-8204|共8页
  • 作者

    Maisch Markus; Lueder Ulf; Laufer Katja; Scholze Caroline; Kappler Andreas; Schmidt Caroline;

  • 作者单位

    Univ Tubingen Ctr Appl Geosci Geomicrobiol D-72074 Tubingen Germany;

    Univ Tubingen Ctr Appl Geosci Geomicrobiol D-72074 Tubingen Germany;

    Aarhus Univ Dept Biosci DK-8000 Aarhus Denmark;

    Aarhus Univ Dept Biosci DK-8000 Aarhus Denmark;

    Univ Tubingen Ctr Appl Geosci Geomicrobiol D-72074 Tubingen Germany|Aarhus Univ Dept Biosci DK-8000 Aarhus Denmark;

    Univ Tubingen Ctr Appl Geosci Geomicrobiol D-72074 Tubingen Germany;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);美国《生物学医学文摘》(MEDLINE);美国《化学文摘》(CA);
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