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微生物作用下碳酸盐矿物合成过程中溶液PH值及主要阳离子变化

好氧、中度嗜盐细菌，碳酸盐， pH值变化，阳离子变化

微生物作用下的碳酸盐矿物合成为“白云岩问题”的解决带来了希望。本文利用好氧、中度嗜盐细菌，在Mg/Ca值分别为3、5和7的溶液中合成碳酸盐，记录了每隔24小时合成矿物溶液中的pH值，并取样分析溶液中主要阳离子的变化情况。了解溶液pH值和阳离子变化，有利于我们了解微生物作用下碳酸盐矿物合成的过程，对理解微生物作用下碳酸盐的合成机制具有重要意义。实验结果表明，合成的矿物主要为一水碳酸钙、方解石及原白云石。3种溶液的pH值在前4天均明显降低，溶液整体呈酸性，4天后溶液pH值降低的趋势减缓，10天后溶液pH值缓慢上升，呈近中性或弱碱性。Ca2+、Mg2+均呈现先下降后略微上升的趋势，Ca2+、Mg2+后期略微上升可能是由于细菌活性降低后不再消耗Ca2+、Mg2+，溶液中 的H+、Na+和K+等阳离子在阳离子交替吸附的作用下替换出了一部分吸附在培养基上的Ca2+和Mg2+所致；3种溶液中，Ca2+的消耗量随着Mg/Ca值的增大而减小，而Mg2+的消耗量则随着Mg/Ca值的增大而增大。Sr2+浓度的变化与Ca2+、Mg2+浓度整体趋势一致，但明显与Ca2+浓度变化具有更好的相关性，这可能与Sr2+在进入碳酸盐岩晶格中时，更容易取代Ca2+而非Mg2+有关。