Schwertmannite has been considered as the host mineral and potentially excellent adsorbent of contaminates from waters, and it has various morphologies of spheroid with pincushions, whiskers, hedge-hogs, and needles. In this work, using the (high-resolution transmission and field-emission scanning) electron microscopes, we studied nanostructure, morphological evolution, and difference in chemical composition for the produced schwertmannites in the cell-rich iron solutions. All analysis results showed within cellular 36-h reproduction period, the production of only schwertmannite was examined in iron solutions at the Cl−/SO4 2− molar ratios of 0–10 and pH 3.0 ± 0.1. There were differences in two typical morphologies of “pincushions” (Cl−/SO4 2− = 0 and 3) and “hedge-hogs” (Cl−/SO4 2− = 6 and 10) for the schwertmannite nanostructures. And all final schwertmannite particles had the chemical formulas of Fe8O8(OH)8−2x (SO4) x (1.08 ≤ x ≤ 1.66), especially as Cl−/SO4 2− = 0, the visible “pincushions” only being the outermost sections of the whole needles existing in a tightly spherical assemblage of schwertmannite. Moreover, the absence of ferrihydrite and goethite was determined in the nanodimension of these needles, though the initial Fe and SO4 2− were 5600 and of 9600 µg/mL, respectively. It could be induced by the amounts and activities of aqueous Fe, SO4 2−, and Cl− associated with cellular activities and mineral precipitation. This study will be useful for understanding the actual occurrence of iron oxyhydroxide nanostructure and better developing its potential environmental application.

中文翻译：

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阴离子对细胞繁殖内动态产生的生物施维特曼石的纳米结构和形态的影响

Schwertmannite 被认为是来自水中的污染物的宿主矿物和潜在的极好吸附剂，它具有各种形态的球体，带有枕形、须、刺猬和针。在这项工作中，我们使用（高分辨率透射和场发射扫描）电子显微镜研究了富含细胞的铁溶液中产生的施威曼石的纳米结构、形态演变和化学成分的差异。所有分析结果都表明，在细胞 36 小时的繁殖期内，仅在铁溶液中检测了施维特曼石的产生，Cl−/SO4 2− 摩尔比为 0–10，pH 值为 3.0 ± 0.1。施威特曼纳米结构的“枕形”（Cl-/SO4 2- = 0 和 3）和“刺猬”（Cl-/SO4 2- = 6 和 10）两种典型形态存在差异。并且所有最终施维特曼石颗粒的化学式为 Fe8O8(OH)8−2x (SO4) x (1.08 ≤ x ≤ 1.66)，特别是当 Cl−/SO4 2− = 0 时，可见的“枕形”仅位于最外面的部分整个针存在于施威特曼石的紧密球形组合中。此外，虽然初始 Fe 和 SO4 2- 分别为 5600 和 9600 µg/mL，但在这些针的纳米尺寸中确定了没有水铁矿和针铁矿。它可以由与细胞活动和矿物沉淀相关的 Fe、SO4 2- 和 Cl- 水溶液的数量和活性诱导。这项研究将有助于了解氢氧化铁纳米结构的实际存在，并更好地开发其潜在的环境应用。66)，尤其是当 Cl−/SO4 2− = 0 时，可见的“枕形”仅是整个针的最外层部分，存在于紧密球形的施威特曼石组合中。此外，虽然初始 Fe 和 SO4 2- 分别为 5600 和 9600 µg/mL，但在这些针的纳米尺寸中确定了没有水铁矿和针铁矿。它可以由与细胞活动和矿物沉淀相关的 Fe、SO4 2- 和 Cl- 水溶液的数量和活性诱导。这项研究将有助于了解氢氧化铁纳米结构的实际存在，并更好地开发其潜在的环境应用。66)，特别是当 Cl−/SO4 2− = 0 时，可见的“枕形”仅是整个针的最外层部分，存在于紧密球形的施威特曼石组合中。此外，虽然初始 Fe 和 SO4 2- 分别为 5600 和 9600 µg/mL，但在这些针的纳米尺寸中确定了没有水铁矿和针铁矿。它可以由与细胞活动和矿物沉淀相关的 Fe、SO4 2- 和 Cl- 水溶液的数量和活性诱导。这项研究将有助于了解氢氧化铁纳米结构的实际存在，并更好地开发其潜在的环境应用。尽管最初的 Fe 和 SO4 2− 分别为 5600 和 9600 µg/mL，但在这些针的纳米尺寸中确定了没有水铁矿和针铁矿。它可以由与细胞活动和矿物沉淀相关的 Fe、SO4 2- 和 Cl- 水溶液的数量和活性诱导。这项研究将有助于了解氢氧化铁纳米结构的实际存在，并更好地开发其潜在的环境应用。尽管最初的 Fe 和 SO4 2− 分别为 5600 和 9600 µg/mL，但在这些针的纳米尺寸中确定了没有水铁矿和针铁矿。它可以由与细胞活动和矿物沉淀相关的 Fe、SO4 2- 和 Cl- 水溶液的数量和活性诱导。这项研究将有助于了解氢氧化铁纳米结构的实际存在，并更好地开发其潜在的环境应用。