微生物介導(dǎo)的鐵礦物異化還原溶解是地下土壤和沉積物中重要的生物地球化學(xué)過(guò)程，該過(guò)程對(duì)環(huán)境中元素和污染物的遷移和轉(zhuǎn)化具有重要的影響。赤鐵礦納米顆粒在環(huán)境中廣泛存在，但是不同條件下形成的赤鐵礦納米顆粒，其暴露晶面存在很大差異。以往關(guān)于礦物晶面反應(yīng)活性的研究主要是在催化、材料方面，然而，赤鐵礦暴露晶面如何影響厭氧微生物異化鐵還原過(guò)程尚不清晰。

　　研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)合成兩種不同暴露晶面的赤鐵礦（正六面體納米板狀結(jié)構(gòu)的{001}晶面和納米棒狀結(jié)構(gòu)的{100}晶面），發(fā)現(xiàn)赤鐵礦{001}晶面的還原活性顯著高于{100}晶面，而赤鐵礦不同暴露晶面的還原活性受到表面電化學(xué)性質(zhì)和細(xì)胞附著量的共同影響。首先，赤鐵礦{001}晶面具有高導(dǎo)電性和低電阻，更容易接受希瓦氏菌的胞外電子，從而產(chǎn)生更多的亞鐵；其次，赤鐵礦{001}晶面具有高表面羥基官能團(tuán)、零點(diǎn)電荷和氧化還原電位，更容易與帶負(fù)電的希瓦氏菌結(jié)合，所以更容易被還原。因此，天然礦物的不同暴露晶面可影響細(xì)胞粘附、生物膜的形成，進(jìn)而影響礦物風(fēng)化溶解、污染物遷移轉(zhuǎn)化等過(guò)程。

　　該研究從礦物晶體結(jié)構(gòu)角度加深了礦物-微生物相互作用機(jī)制的理解。

　　論文鏈接: https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/en/d0en00555j#!divAbstract.

　　（省科學(xué)院土壤分子過(guò)程研究團(tuán)隊(duì)  胡世文/供稿）