4株不同来源的嗜酸氧化亚铁硫杆菌某些生理特征的比较研究

嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans,简称A.f)是一种能够以亚铁、单质硫、以及硫化物作为能量来源的化能自养菌,因为此特性,其是生物湿法冶金中主要浸矿菌种之一.本试验中,通过从4个不同来源样品中分离到了4株A.f菌,然后通过改变影响其生长的因素来比较其氧化亚铁以及硫的活性.试验中使用了6种不同条件,其中每个条件下仅改变一个影响因子,这些影响因子包括温度、离子强度、pH、重金属离子浓度、外加离子浓度、硫培养、浸矿培养.通过比较结果,发现不同条件下,4株菌表现均不一样,而活力最强的菌株也不一样.例如,A.f.3菌株在以亚铁为能量来源的时候,一般是活性最强的菌株,而A.f.2一般是活性最差的菌株;但是在用硫和黄铁矿为能量来源的时候,A.f.2的活性不再是最差的,硫培养时,A.f.2是活性最强的菌株.通过比较,人们可以筛选得到一个高活性以及工业应用价值更高的菌株.     

酸性矿山废水中生物成因次生高铁矿物的形成及环境工程意义

酸性矿山废水(acid mine drainage,AMD)是一类pH低并含有大量有毒金属元素的废水。AMD及受其影响的环境中次生高铁矿物类型主要包括羟基硫酸高铁矿物(如黄铁矾和施威特曼石等)和一些含水氧化铁矿物(如针铁矿和水铁矿等),而且这些矿物在不同条件下会发生相转变,如施氏矿物向针铁矿或黄铁矾矿物相转化。基于酸性环境中生物成因次生矿物的形成会"自然钝化"或"清除"废水中铁和有毒金属这一现象所获得的启示,提出利用这些矿物作为环境吸附材料去除地下水中砷,不但吸附量大(如施氏矿物对As的吸附可高达120mg/g),而且可直接吸附As(III),还几乎不受地下水中其他元素影响。利用AMD环境中羟基硫酸高铁矿物形成的原理,可将其应用于AMD石灰中和主动处理系统中,构成"强化微生物氧化诱导成矿-石灰中和"的联合主动处理系统,以提高AMD处理效果和降低石灰用量。利用微生物强化氧化与次生矿物晶体不断生长的原理构筑生物渗透性反应墙(PRB)并和石灰石渗透沟渠耦联,形成新型的AMD联合被动处理系统,这将有助于大幅度增加处理系统的寿命和处理效率。此外,文中还探讨了上述生物成因矿物形成在AMD和地下水处理方面应用的优点以及今后需要继续研究的问题。     

氧化亚铁硫杆菌水文地球化学作用实验初步研究

在某些地球化学环境中，微生物对水─岩相互作用有重要影响。本文通过氧化亚铁硫杆菌与硫化物相互作用试验，初步研究了氧化亚铁硫杆菌作用引起水─岩介质变化特征，分析了氧化亚铁硫杆菌水文地球化学作用的一些规律。     

影响浸铀细菌活性的因素初探

微生物浸铀技术可以大幅度提高难浸铀矿石的浸出率 ,其关键技术是培养高活性的菌种。为了培养能适应多种恶劣条件的高活性菌种 ,必须对影响浸铀微生物活性的各种因素进行研究。通过实验室对浸铀细菌硫杆菌属中的氧化亚铁硫杆菌的活性因素的研究 ,并结合实际对从江西山南矿区的野外矿样中分离筛选出的菌株的活性的影响因素作了初步探讨 ,认为pH值为 1 8、温度为 30℃、接种量为 2 0 %及 90r/min的充气条件是该硫杆菌最佳的培养条件。通过对磷、铀两种元素在不同浓度下对细菌活性影响的试验 ,得出高浓度的磷、铀对细菌有明显的抑制作用 ,但通过驯化可以降低及弱化这种抑制作用。     

氧化亚铁硫杆菌对黄铁矿的氧化作用初探

利用自行分离培养的氧化亚铁硫杆菌(A.f菌)为实验菌株,比较了黄铁矿化学氧化和生物氧化过程中溶液铁离子浓度的变化。研究发现,Fe3 对黄铁矿的氧化速率较低,而在细菌的作用下可以不断将Fe2 氧化成Fe3 使得黄铁矿的氧化速率明显加快,因此生物氧化具有更高的效率。经过44 d的氧化之后,利用扫描电镜对氧化后的黄铁矿表面进行了显微观察,发现Fe3 的化学氧化主要集中在化学键较弱的晶棱部位,而在生物氧化的情况下矿物表面充满了密集的溶蚀坑,溶蚀坑的形状与A.f菌的外形非常相近,且规则排列。这说明A.f菌能够吸附到黄铁矿表面,并且这种吸附具有定向排列的特点。     

嗜酸性氧化亚铁硫杆菌与硫化物矿石相互作用的实验研究

实验研究了嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans,简称A.f)与硫化物矿石之间的相互作用,以观察不同矿石矿物发生微生物氧化和形成次生矿物的差异。采用ICP-OES分析了反应前后溶液成分变化,利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线衍射(XRD)等分析手段研究了矿石表面形貌的变化和沉淀物的矿物组成。分析结果表明,A.f对同一矿石中不同矿物作用强度存在明显差异,方铅矿、闪锌矿发生强烈氧化分解,而与黄铁矿的相互作用则较弱。这种差异可能与矿物晶体结构有关,在多种矿物并存的情况下,可能发生了原电池反应,作为阴极的黄铁矿受到保护,而作为阳极的闪锌矿、方铅矿的氧化作用得到促进,总体上表现为A.f对矿石硫化矿物的选择性作用。     

Pyrite Surface after Thiobacillus ferrooxidans Leaching at 30℃

In order to investigate the effect of Thiobacillus ferrooxidans on the oxidation of pyrite, two parallel experiments, which employed H2SO4 solutions and acidic solutions inoculated with Thiobacillus ferrooxidans, were designed and carried out at 30℃. The initial pH of the two solutions was adjusted to 2.5 by dropwise addition of concentrated sulphuric acid. The surfaces of pyrite before exposure to leaching solutions and after exposure to the H2SO4 solutions and acidic solutions inoculated with Thiobacillus ferrooxidans were observed by scanning electron microscopy (SEM). There were a variety of erosion patterns by Thiobacillus ferrooxidans on the bio-leached pyrite surfaces. A conclusion can be drawn that the oxidation of pyrite might have been caused by erosion of the surfaces. Attachment of the bacteria to pyrite surfaces resulted in erosion pits, leading to the oxidation of pyrite. It is possible that the direct mechanism plays the most important role in the oxidation of pyrite. The changes in iron ion concentrations of both the experimental solutions with time suggest that Thiobacillus ferrooxidans can enhance greatly the oxidation of pyrite.     

脱氮硫杆菌同步脱硫反硝化技术的关键因素研究

利用脱氮硫杆菌(Thiobacillus denitrificans)在厌氧条件具有的脱硫反硝化生理特性,提出同步脱硫反硝化技术的思路,推导出脱氮硫杆菌(Thiobacillus denitrificans)氧化硫化物为单质硫的化学计量式,并通过间歇试验考察同步脱硫反硝化技术的关键因素。试验结果表明,硫氮比(S~(2-)/NO_3~-比值)和硫化物浓度是同步脱硫反硝化技术的关键因素,两者分别控制在5/3和低于300mg/L的水平可以获得较好的脱硫和反硝化效果,在此条件下,单质硫转化率最高达94％,且随着硫氮比的降低而升高。     

柱子淋洗模拟研究磷酸铁膜抑制黄铁矿氧化效果

自然室温条件下用柱子淋洗模拟研究了接氧化亚铁硫杆菌（Ｔｈｉｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｆｅｒｒｏｏｘｉｄａｎｓ,简称Ｔ．Ｆ菌）时磷酸铁膜抑制黄铁矿氧化的效果。试验结果首次指出：用ＫＨ２ＰＯ４与Ｈ２Ｏ２淋洗黄铁矿,在其表面形成的磷酸铁膜不能抑制黄铁矿的生物氧化,反而在一定程度上加速其氧化进程。经包膜后的黄铁矿矿石柱子间歇循环淋洗一年后的收集液中ＳＯ４＾２－累积量高达３３７５６．１ｍｇ;为对照组的１．６倍,是     

Acidithiobacillus ferrooxidans氧化分解毒砂的次生产物研究

毒砂是常见的含砷硫化物矿物。在金属硫化物矿山环境中,含毒砂矿石和尾矿的风化会导致严重的重金属污染,在其风化过程中,微生物能够显著促进毒砂的氧化分解。本文实验研究了Acidithiobacillus ferrooxidans氧化分解毒砂矿物的现象,利用X射线衍射和扫描电子显微镜,分析了毒砂微生物氧化作用形成的次生矿物类型,发现毒砂表面存在As含量明显不同的2类次生产物,观察到黄钾铁矾、臭葱石、自然硫和施威特曼石等矿物;借助光电子能谱仪重点分析了微生物作用前后毒砂晶面的表面化学组成,基本查明了Fe、As和S三种元素的价态变化,初步探讨了毒砂表面次生矿物成因和As的化学态转化。