粤北大宝山酸性矿山废水氧化亚铁硫杆菌及其相关性能研究

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氧化亚铁硫杆菌的分离纯化和生长特性研究

作者简介：王永东（１９８Ｏ一），男，硕士，讲师，主要从事铀矿冶生物技术研究。通信作者：李广悦（１９７Ｏ一），男，博士，教授，主要从事铀矿冶生物技术研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｇｙ６７３＠１６３．ｃｏｎｒ
（南华大学铀矿冶生物技术国防重点学科实验室，湖南衡阳４２１００１）
摘要：采用平板分离技术分离、纯化得到氧化亚铁硫杆菌，并对其中５株菌株开展生长特性研究。结果表明：２：２固体培养基是一种较好的能用于分离、纯化氧化亚铁硫杆菌的培养基；氧化亚铁硫杆菌在培养基的初始
Ｄ４部分２：２固体培养基，其组成及灭菌方法见
基金项目：湖南省自然科学基金重点项目（１ＯＪＪ２Ｏ３３）；国家自然科学基金资助项目（１１２０５０８４）；湖南省自然科学基
金项目（１３ＪＪ３Ｏ７７）
第３２卷第３期２０１３年８月
铀
矿冶
Ｖｏ１．３２Ｎｏ．３
Ａｕｇ．２０１３
ＵＲＡＮＩＵＭＭＩＮＩＮＧＡＮＤＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹ
氧化亚铁硫杆菌的分离纯化和生长特性研究
王永东，李广悦，彭国文
矿、金矿、铜矿、锌矿等矿石的浸出ｈ－ｓ］。这种细菌可以通过氧化二价铁和还原硫获得生长、扩增所需

硫酸盐还原菌处理酸性矿山废水的研究进展

（１．ＧＤ－ＨＫＪｏｉｎｔＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｆｏｒＨｅａｖｙＭｅｔａｌＰｏｌｌｕｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ∥ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０００６，Ｃｈｉｎａ；２．ＴｈｅＨｏｎｇＫｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＦｏｋＹｉｎｇＴｕｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１１４５８，Ｃｈｉｎａ；３．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＣｉｖｉｌａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴｈｅＨｏｎｇＫｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＨｏｎｇＫｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｅｔａｌｐｏｌｌｕｔｉｏｎｆｒｏｍａｃｉｄｍｉｎｅｄｒａｉｎａｇｅ（ＡＭＤ）ｃａｕｓｅｓｓｅｒｉｏｕｓｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｒｏｂｌｅｍｓ．Ｓｕｌｆｉｄｏｇｅｎｉｃｐｒｏｃｅｓｓｄｒｉｖｅｎｂｙｓｕｌｆａｔｅ－ｒｅｄｕｃｉｎｇｂａｃｔｅｒｉａ（ＳＲＢ）ｉｓａｎａｔｔｒａｃｔｉｖｅｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒａｃｉｄｍｉｎｅｄｒａｉｎａｇｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ．Ｔｈｉｓｓｔｕｄｙｒｅｖｉｅｗｓｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ，ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎｄｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｓｏｆｖａｒｉｏｕｓｈｅａｖｙｍｅｔａｌｉｏｎｓｒｅｍｏｖａｌｂｙＳＲＢ，ａｎｄｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｏｆｓｕｌｆｉｄｏｇｅｎｉｃｐｒｏｃｅｓｓｆｏｒＡＭＤｔｒｅａｔｍｅｎｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｕｌｆａｔｅ－ｒｅｄｕｃｉｎｇｂａｃｔｅｒｉａ；ａｃｉｄｍｉｎｅｄｒａｉｎａｇｅ；ｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓ
目前，最具有应用前景和备受关注的是ＳＲＢ法，其基本原理是在厌氧条件下发生硫酸盐生物还原反应，产生硫化物沉淀重金属，同时产生碱性物质以提高ｐＨ、沉淀溶解性金属离子，并且降低硫酸根

氧化亚铁硫杆菌的活性测定及对煤矸石的脱硫效果研究

氧化亚铁硫杆菌的活性测定及对煤矸石的脱硫效果研究氧化亚铁硫杆菌（Acidithiobacillus ferrooxidans）能够有效脱除煤系固废中的硫,达到变废为宝的目的,而细菌活性的高低直接影响着脱硫效果。

为了测定氧化亚铁硫杆菌活性并研究细菌活性与脱硫效果的关系,利用9K液体培养基和改良后的9K固体培养基从山西省阳泉地区酸性矿坑水中分离出三种纯净的菌株YQ-01、YQ-02、YQ-03,通过光学显微镜和扫描电镜观察其形态结构,通过革兰氏染色法对其进行鉴定,利用化学发光法和重铬酸钾滴定法测定菌株活性,利用已知活性的氧化亚铁硫杆菌对煤矸石进行脱硫实验,检测浸出液中的SO42-浓度并在结束后通过测定反应前后的S含量来计算脱硫率,研究脱硫率与细菌活性之间的关系。

结果表明:（1）从阳泉三采样点取回的水样中分离纯化出的三种细菌YQ-01、YQ-02、YQ-03两端钝圆,长度约为1-2?m,宽度为0.5-0.8?m,属革兰氏阴性菌且为化能自养菌,均属于氧化亚铁硫杆菌;（2）化学发光强度到达峰值的时间与Fe2+浓度呈线性相关,Fe2+浓度越高,到达峰值的时间越长,可以用发光强度到达峰值的时间来计算Fe2+浓度;重铬酸钾滴定结果与化学发光测定结果一致,配对t检验无显著差异,两方法加标回收回收率均为95%105%,相对偏差RSD<3.3%,三种菌株亚铁氧化活性:YQ-02>YQ-01>YQ-03;（3）煤矸石脱硫实验中接种YQ-01、YQ-02、YQ-03菌的实验组17d全硫脱除率分别为52.89%、59.45%、47.21%,未接种细菌的对照组全硫脱除率为15.61%。

大宝山矿业酸性矿山废水的污染与治理技术研究

T echnology技术大宝山矿业酸性矿山废水的污染与治理技术研究Research on Pollution and Treatment Technology of Acid Mine Wastewater inDabaoshan Mining Industry文/廖正家echnology 技术62T流入自然水体、用于农田灌溉都会给自然界及人类带来极大的负面影响。

AMD 的末端治理也是针对这两方面的问题进行，国内外常用的处理酸性废水中重金属的方法主要有物理法、化学法、生物化学法，除了这些传统的方法之外，近年来还出现人工湿地法、电化学处理等新技术。

2.2.1 物理法吸附法、离子交换法都属于比较常见的物理法。

吸附法结合多孔吸附材料对废水中的重金属进行处理，活性炭起到了吸附剂的作用。

离子交换法利用交换树脂可以对水中的重金属进行去除并且能够有效回收重金属。

膜分离法结合特殊薄膜选择水体的污染物通过这种方式处理水中重金属，透析、超滤、纳滤等技术都是比较常用的技术。

通过研究发现结合反渗透膜技术进行处理的重金属去除率在99.5%左右；利用纳滤膜技术对初始浓度均为5mg/L 的Ni2+和Cd2+的去除率可达98.85％和82.69％，处理效果好。

2.2.2 化学法（1）中和法是指通过往AMD 中投加碱中和剂（碱石灰、消石灰、碳酸钙等），促使废水中重金属离子与OH-反应生成难溶或不溶的氢氧化物沉淀而分离去除。

该方法具有工艺成熟简单，中和剂便宜易获取，处理效率高，效果稳定等优势，成为AMD 处理技术中最常用的方法，工程使用率占90%以上。

（2）硫化物沉淀法是基于重金属离子与硫离子之间的强亲和力，能够生成溶解度很小且稳定的硫化物的基础上，结合硫化剂核NMD 中的重金属离子发生反应形成金属硫化沉淀，通过这种方式处理重金属。

（3）生物化学法这种方式是当前比较先进的一种处理方法，具有成本低、适用性强等特点，也是非常有潜力的一种处理方法。

以硫酸盐还原菌为核心的酸性矿山废水处理研究

以硫酸盐还原菌为核心的酸性矿山废水处理研究随着工业的发展,人类在进行采矿等生产中逐渐形成了低p H、含多种重金属离子、高硫酸根浓度的酸性矿山废水（Acid Mine Drainage,AMD）。

选用微生物法中的硫酸盐还原菌（Sulfate-Reducing Bacteria,SRB）处理AMD处理费用低、无二次污染。

本研究提出先对AMD进行电解预处理,后利用SRB进行处理;对SRB代谢过程中涉硫组分等进行监控,阐明了涉硫组分的归趋模式,揭示了代谢过程中的主要限速步骤;在此基础上,设计SRB一体化反应系统处理AMD,探究处理过程中金属离子、硫酸根等变化规律,为实际工程应用提供理论指导依据。

主要结果如下:（1）在恒定电压的条件下,选用Fe-Fe极板电解预处理AMD效果最佳,废水p H和氢气产量随着电压的增加呈现出上升的趋势。

锰离子、锌离子、铜离子的去除率随着电压的增加呈现出上升的趋势,其中,铜离子去除率最高。

电解沉积物XPS分析表明,锰主要是以二价态和零价态存在,铜的价态为一价或零价,XPS分析表明铜除了一价态外还以二价的形式存在,锌主要以零价和二价态形式存在,铁价态为三价。

（2）SRB还原过程中限速步骤主要为亚硫酸根转化为硫化氢的过程,硫化氢被吹脱后,硫离子的量提高了2.36倍,硫酸根的去除率从83.51%提高到91.24%,亚硫酸根、硫代硫酸根的浓度降低;p H 值上升到8.31,而未吹脱的反应器最终p H值为6.87。

反应器中主要微生物菌群为脱硫弧菌属（Desulfovibrio）、丛毛单胞菌属（Comamonas）、假单胞菌属（Pseudomonas）,其中脱硫弧菌属（Desulfovibrio）为优势菌,吹脱硫化氢后,优势菌的相对丰度增加,说明硫化氢抑制了优势菌的增殖。

（3）预处理后的AMD溶液p H值上升促进了溶液中金属离子的去除。

SRB 以乳酸钠为碳源和电子供体处理AMD过程中,反应24h硫酸根去除率为81.65%,p H值总体呈先下降后上升达到稳定的趋势。

酸性矿排水中微生物遗传多态性研究

酸性矿排水中微生物遗传多态性研究氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans,T.f)是一种革兰氏阴性菌,具有化能自养、好气、嗜酸、适于中温环境等特性,广泛存在于酸性矿山水及含铁或硫的酸性环境中。

1氧化亚铁硫杆菌的生理特性氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans):是生物湿法冶金过程主要的浸矿菌种。

这种菌系短杆菌,很小,0.3～0.5×1.0-2.0um,圆钝末端,以单个、双个或几个成短链状存在。

是一种化能自养菌,专性好氧,嗜酸性,广泛生活在金属硫化矿和煤矿的酸性矿坑水中。

最适生长温度25℃～30℃。

生长在pH1.4～6.0之间,最适pH2.0～2.5。

T.f以氧化亚铁、元素硫以及还原态的硫化合物等来获得生命过程所需的能量,以空气中的二氧化碳为碳源,以氨或铵盐为氮源。

有鞭毛,能快速游动,革兰氏染色阴性。

在9K固体培养基上呈红棕色菌落,近杆形[5]。

2氧化亚铁硫杆菌的氧化机理自20世纪60年代以来,因为它们具有特殊的生物学功能,吸引了许多学者对T.f和T.t的生理特性进行了研究。

许多研究表明,T.t利用单质硫的能力比T.f强,但T.t不能利用硫酸亚铁。

Wong和Hey对氧化硫酸亚铁的机理进行了详细的研究,指出能将亚铁氧化成三价铁,三价铁会与硫酸根离子发生反应产生铁矾沉淀,同时产生硫酸而引起pH的下降:4FeSO4+02+2H2SO4→2Fe2(SO4)3+2H2O(1)6Fe3++4SO42-+12H2O→2HFe3(SO4)2(OH)6 +10H+(2)Templellvl和Leathen等人研究发现氧化亚铁硫杆菌能将矿物中的硫化矿物氧化为硫酸和硫酸盐。

Bryne等对T.f氧化硫化矿物的机制进行了详细的研究。

并提出了一些常见矿物的主要反应机理,如黄铁矿和黄铜矿:2FeS2+702+2H20→2FeSO4+2H2SO4(3)4FeSO4+02+2H2SO4→2Fe2(SO4)3+2H20(4)CuFeS2+402→CuS04+FeSO4 (5)2Cu2S+02+2H2 SO4→2CuS+2CuSO4+2H20(6)CuS+202→CuS04(7)3微生物分子生态学研究的一般方法和原理微生物分子生态学是分子生态学的重要组成部分,是分子生物学、微生物生态学、微生物生理学与遗传学相互结合而产生的一门边缘学科。

酸性矿井水中氧化亚铁硫杆菌的抑制研究

ｐｎｄｕｕｙｓｌｔ（Ｌ）ｈａｅｄｓｕｓｄｔｃｒｔｃｎｏｔｅｏｉａｏｎｔｎｏｔｅｔｉａｉｕｈａｄｓｉｍｌｒｌｕａＳＳ．Ｔｅｐｐｒｉｓｅｅｆｔｓｏｏｔｌｈｘｄｔｎｆｃｉｏｃｌｓｏａｆｅｃｈａｏｒｉｕｏｆｈｈｂｌ
ｄｎｉｏｌｅｏｖｕｌｉｌｅｃｅｏｔｌｆｈｏａｉｕｒｏｉａｓＴｆ．Ｗｈｎｔｅｅｅａｒａ５Ｃ，ｐｅｓｙｗｕｄｂｉｓｆｎｅｏｔｎｏｏｔｉｃｌｓｅｏｘｄｎ（．）ｔｂｏｙｎｕｔｈｃｒｂｌｆｒｅｍｐｒｕｅＷ２￣ｈｔｔｓＨｖｌｅｗｓ，ＳＳｄｎｉａ７５ｇＬｈｏｔｌｆｃｏｉａｉｕｒｏｉａｓｆｏｌｂｘａａｕ３Ｋｅｓｙｗｓ．ｍ／，ｔｅｃｎｒｆｔｔｏｃｌｓｆｒｘｄｎ（）ｗｕｄｅｍａ．ｔｏｅｅｈｂｌｅｏｆ
向外排放的矿井水中有相当一部分是酸性矿井水。酸性矿井水不但对生态环境有许多危害 … ，而且对矿井水资源的
利用也带来许多不便。酸性矿井水主要是由于氧化亚铁硫杆菌（ｈｏａｉｕＴｉｃｌｓｂｌｆｏｘａｓｅｏｉｎ简称Ｔｆ生物氧化煤中的硫铁矿而产生的。因ｒｄ．）
ｏｅｆｒｏｓｉｎｓｔｅｉｄｘｓｔｅｏｔｏｏａｓｓｔｅｔｒｅｆｃｏｓａｄｔｒｅｌｖｌａｏｄｃｅｉＩｔｍｐｒｔｒ．ｆｔｅｒｕｏｓａｈｅｅ．ｈｒｈｇｎｌｅｔａｈｅａｔｒｎｅｅｅｓｗｓｃｎｕｔｄｗｔｅｅａｕｅｈｎｔｈｈｌ

氧化亚铁硫杆菌的特性及其活性影响因素

氧化亚铁硫杆菌的特性及其活性影响因素摘要:本文介绍了氧化亚铁硫杆菌的基本微生物特性,探讨了底物类型、底物浓度、异养微生物和CO2等影响氧化亚铁硫杆菌活性的因素,分析了该菌在污泥处理方面的应用前景。

关键词:氧化亚铁硫杆菌硫氧化底物异养微生物生物沥滤是利用微生物产酸而将结合在固体上的金属溶出的技术。

该技术最早应用于利用细菌处理低品位的矿,随着研究的不断拓宽,生物沥滤技术在重金属污染的底泥、土壤修复,以及污泥重金属无害化的处理方面的逐渐得到应用。

本文介绍了氧化亚铁硫杆菌的特性以及影响其沥滤活性的因素。

1 氧化亚铁硫杆菌的微生物特征:氧化亚铁硫杆菌为无机化能自养,专性好氧,嗜酸,革兰氏阴性,菌长1微米到数微米,宽约0.5微米,杆状,端生鞭毛,能游动,腺嘌呤(C)+鸟嘌呤(G)的摩尔百分含量为57％～62％,世代时间为6.5～15h,菌落为黑色,直径为0.5mm,菌落周围为分散的铁锈色斑渍区[1]。

氧化亚铁硫杆菌的外膜结构使菌体亲水,其接触角为23°～27°。

同时氧化亚铁硫杆菌的外膜中分布着许多活性基团,如羟基、羧基、巯基等,易于处理固体表面发生强烈的键合,这种键合力使得氧化亚铁硫杆菌能很快被吸附到固体表面。

2 氧化亚铁硫杆菌中铁和硫氧化系统2.1 铁氧化系统氧化亚铁硫杆菌能在酸性较强的环境中生长,一方面要维持着细胞内外如此巨大的跨膜质子梯度,另一方面必须从氧化Fe2+中获得少量能量而生长。

氧化亚铁硫杆菌铁氧化系统主要包括一个92kD的外膜蛋白,一个称为铁质兰素的小兰铜蛋白,许多c和a型细胞色素及Fe2+氧化酶等。

Fe2+氧化酶定位在周质空间,它是电子从Fe2+开始传递链途径中的一个组分,是一个位于铁质兰素和各种细胞色素前面的电子传递体[2]。

2.2 硫氧化系统相对铁氧化系统而言,硫的氧化研究则进展较慢,目前仅从以亚铁基质上生长的氧化亚铁硫杆菌中纯化到一种性质独特的酶,在好氧条件下它依反应式(S0+O2+H2O→H2SO3)反应,而在厌氧条件下Fe3+可以取代O2作为电子受体使硫发生氧化。

氧化亚铁硫杆菌的分离及生长特性研究

ＡｓｒｃＳｒｉ１ｂｔｔａｔａｎＳ，ＳｎｄＳｒｓｌｔｄｆｏａｉｉｉｅｗａｅ．Ｂｙ１Ｓｒ２ａ３ｗｅｅｉｏａｅｒｍｃｄｃｍｎｔｒ６ＲＮＡｅｕｎｅａａｙｉ。Ｓｓｉｅｔｓｑｅｃｎｌｓｓ３ｗａｄｎｉ —
基：ＣＨｓＯＯＯＮａ１９ｇＮａＳ０２ｇ酵母膏ＣＣ．８，ｚ．１，０３ｇ蒸馏水３０ｐ．。．，０ｍＩ，Ｈ７０
蒸馏水１０ｐ．。００ｍＩ，Ｈ２０
（）Ｋ固体培养基：９４９在Ｋ液体培养基中加入２％的琼脂糖。
解生长条件对细菌的影响，本文利用鉴定的氧化亚铁硫杆菌Ｓ，３设计正交实验，对其生长特性进行了
初步研究。
２方法
２１菌种的分离．取１ｍＩ样品，人１０Ｋ液体培养基０接０ｍＬ９中，３℃ ，２ｒｍｉ养，过程反复进行，续于Ｏ１０／ｎ培该持两月的时间。繁殖好的菌液采取以下两种方法进
ｌｓＴｉｂｃｌｕｒｏｘｄｎ．Ｔｏｅａｕｔｅｎｕｎｅｆｉｉａｆｒｏｓｉｎｃｎｅｔａｉｎａｄｉｉａｐ，ｒｏｏａｆｄａｈｏａｉｌｓｅｒｏｉａｓｅｆｖｌａｅｔｆｅｃｔｌｅｒｕｏｏｃｎｒｔｎｔｌＨｏｔｇｎｌｈｉｌｏｎｉｒｏｎｉｈ
ｒｌｏｉａｉｎｒｔ，ｔｅｉｆｅｃｆｎｔｌｅｒｕｎｃｎｅｔｔｎａｄｉｉａｐｎｔｅｇｏｈｏｆＳｓｉｅｔａｏｘｄｔａｅｈｌｎｅｏｉａｆｒｏｓｒｃｎｒｉｎｔｌＨｏｒｗｔｆｌｏｎｕｉｉｉｏｏａｏｎｉｈ３ｗａｖｓｉ — ｎｇ

矿山酸性水微生物研究资料.

电镜观察氧化亚铁硫杆菌的细胞图
1.2.2嗜酸菌的氧化机理
• 1* 氧化亚铁硫杆菌能将矿物中的硫化矿物氧化
为硫酸和硫酸盐。
• 2*能将亚铁氧化成三价铁，三价铁会与硫酸根离
子发生反应产生铁矾沉淀，同时产生硫酸而引起 pH的下降: • 主要反应机理，如 • 6Fe3+4SO42+12H2O→2HFe3(SO4)2(OH)6+10H+
• 是一种化能自养菌，专性好氧，嗜酸性，广泛生活在金属硫化矿和煤矿的酸性矿坑水中。
• 最适生长温度25-30℃。生长在pH1.4-6.0之间，最适pH2.0-2.5。
• T.f以氧化亚铁、元素硫以及还原态的硫化合物等来获得生命过程所需的能量，以空气中的二氧化碳为碳源，以氨或铵盐为氮源。
• 有鞭毛，能快速游动，革兰氏染色阴性。在9K固体培养基上呈红棕色菌落，近杆形[5]。
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矿山酸性水微生物研究
-----氧化亚铁硫杆菌处理法
主讲人：刘香琳同组人：刘建军刘爽
矿山酸性废水嗜酸菌的研究概况嗜酸菌的氧化机理微生物处理废水的未来
1.1矿山酸性污水的介绍
酸性
(SO4)2-
矿
井
铅. 砷
水
铜
FeS
T. f菌
净净化化
氧化反应
AMD
1.2矿山污水实景
煤矿污水
目前国内处理几种处理矿山废水的方法
•1预处理重力分离法是使废水中的悬浮物
在重力作用下与水分离的方法，如选矿厂的尾砂坝。过滤法是废水通过带孔的过滤介质，悬浮物被阻留在过滤介质上的方法。
• 2 混凝
向胶状浑浊液中投加电解质，凝聚水中胶状物质，使之和水分开混凝剂有硫酸铝，明矾，聚合氯化铝，硫酸亚铁，三氯化铁等含油废水，染色废水，煤气站废水，洗毛废水等中和

酸性矿山废水的形成机理

一、实验目的1、掌握酸性矿山水形成的化学原理；2、了解酸性矿山水的来源和相关分析方法；3、了解酸性矿山水对环境造成的影响。

二、实验原理含硫金属矿山在开采过程中，由于空气、水、微生物的作用，生成酸性废水。

这些酸性废水不但ph低、酸度大，而且含有大量的有毒、有害重金属。

现在普遍采用的是石灰中和法治理，相比其它处理工艺——离子交换、吸附法、生物法、电化学处理技术，石灰中和法工艺简单、可靠、处理成本低，而且由于石灰中和法长时间的应用，其处理技术逐渐的成熟、完善。

金属矿山矿体酸性废水的产生主要是开采金属矿体矿石中含有硫化矿，硫化矿在自然界中分布广、数量多，它可以出现于几乎所有的地质矿体中，尤其是铜、铅、锌等金属矿床[1]，这些硫化矿物在空气、水和微生物作用下，发生溶浸、氧化、水解等一系列物理化学反应，形成含大量重金属离子的黄棕色酸性废水，这些酸性水ph一般为2～4，成份复杂含有多种重金属, 每升水中离子含量从几十到几百毫克；同时废水产生量大，一些矿山每天酸水排放量为几千甚至几万m3，且水量、水质受开采情况，及不同季节雨水丰沛情况不同而变化波动较大，这些酸性重金属废水的存在对矿区周围生态环境构成了严重的破坏。

以FeS2氧化过程为例来阐述矿山酸性废水形成机理：（1）干燥环境下，硫化物与氧起反应生成硫酸盐和二氧化硫：FeS2 + 3O2 =FeSO4 +SO2在潮湿环境中有：2FeS2 + 7O2+2H2O =FeSO4 +H2SO4(2)硫酸亚铁在硫酸和氧的作用下生成硫酸铁，在此过程中细菌是触媒剂，它大大加速这个过程：FeS2+ H2SO4+O= Fe2（SO4）3+2H2O(3)硫酸铁可与硫化铁反应，进一步促进氧化，并加速酸的形成：7Fe2（SO4）3+ FeS2+ 8H2O= 15FeSO4+ 8H2SO4因此，一般在下列条件下容易形成酸性水：矿岩中含有黄铁矿；矿岩中没有足够数量中和酸的碳酸盐或其他碱性物质；黄铁矿被随意排弃在非专用的水池中。

镉、锰、镍、铅对嗜酸氧化亚铁硫杆菌活性的影响

广东化工2021年第10期· 64· 第48卷总第444期镉、锰、镍、铅对嗜酸氧化亚铁硫杆菌活性的影响卓文康，苏文瑶，王淡君，李桐邦，莫雅卓，邹志辉*，王智美(广东药科大学公共卫生学院，广东广州510310)[摘要]以从粤北大宝山尾矿酸性矿山废水(AMD)分离的氧化亚铁硫杆菌(A.f菌)为研究对象，采用重铬酸钾滴定法测定Fe2+氧化率以及对A.f菌培养体系pH和氧化还原电位(ORP)的测定，研究镉、锰、镍、铅四种重金属对A.f菌活性的影响。

结果表明，Ni对A.f菌生长和氧化活性具有明显的抑制作用，不同重金属处理组A.f菌培养体系pH上升速度表现为Pb＞Mn＞Cd＞Ni，与其对A.f菌氧化活性的影响趋势一致；与对照组Eh比较，锰、镍、铅可诱导A.f菌培养体系形成高ORP环境。

[关键词]嗜酸氧化亚铁硫杆菌；镉；锰；镍；铅[中图分类号]X523 [文献标识码]A[文章编号]1007-1865(2021)10-0064-02The Effect on the Activity of Acidithiobacillus Ferrooxidans of Cd, Mn, Ni, Pb Zhuo Wenkang, Su Wenyao, Wang Danjun, Li Tongbang, Mo Yazhuo, Zou Zhihui*, Wang Zhimei(School of Public Health, Guangdong Pharmaceutical University, Guangzhou 510310, China) Abstract: Acidithiobacillus ferrooxidans isolated from the acid mine drainage of Dabaoshan tailings located in northern Guangdong was used for this study. In order to explore the effect of Cd, Mn, Ni and Pb on the activity of Acidithiobacillus ferrooxidans, the oxidation rate of ferrous iron were detected by potassium dichromate titration method and the effect on oxido-reducing potential (ORP) was studied by electrochemical analysis. The results indicated that the inhibitory effect of Ni on the growth and oxidation activity of Acidithiobacillus ferrooxidans was obvious. The rise of pH in culture system exposed to different heavy metals was as follows: Pb＞Mn＞Cd＞Ni, which match up with the effect on the activity of Acidithiobacillus ferrooxidans. Compared with ORP in control group, the result showed that Cd, Ni, Pb at a certain concentration could induce a high ORP in culture system.Keywords: Acidithiobacillus ferrooxidans；Cd；Mn；Ni；Pb嗜酸氧化亚铁硫杆菌是一种能以亚铁金属离子及硫化物为能量来源的嗜酸化能自养菌，其具有介导Fe2+向Fe3+生物氧化和产酸等活性，因此在污泥、底泥等环境介质中重金属离子的释放和迁移研究中得到广泛应用，是目前重金属生物淋滤领域中适应性最强的一类资源微生物[1-2]。

氧化亚铁硫杆菌的分离及生物学特性论文

氧化亚铁硫杆菌的疏散及生物学特性研究作者姓名：冯雷专业：生物工程指导老师：谢鸿观摘要氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans,简称T. f)属革兰氏阴性无机化能自养菌、嗜酸、专性好氧,靠氧化基质中的Fe2 +为Fe3+和低价态硫为硫酸根而获取能量。

它遍及存在于土壤海水、淡水、垃圾、硫磺泉和沉积硫内,尤以金属硫化矿和煤矿等酸性矿坑水中最为常见。

因此，本论文从T.f菌的疏散纯化出发，进行了T. f菌的生理生化及其生物活性的研究。

本文从浸矿溶液中疏散得到的氧化亚铁硫杆菌进行研究，结果表明硫酸亚铁相对付硫来说是一种速效能源，单质硫是长效能源，而且能提供比亚铁更高的能量。

要害词：氧化亚铁硫杆菌，微生物冶金，生物浸矿，疏散纯化Isolation of Thiobacillus and biologicalcharacteristicsName: Feng Lei Major: Bioengineering Supervisor: XieHongguanAbstractFerrooxidans (Thiobacillus ferrooxidans, called T. f) ,an inorganic chemoautotroph Gram negative bacteria, acidophilus, specific aerobic, relying on substrate oxidation in Fe3+ and Fe2+ for the low state of sulfur to sulfuric acid roots and obtain energy，which is widely found in soil water, fresh water, waste, and deposition of sulfur in sulfur springs, especially in sulfide minerals such as acid mine water and coal the most common . Therefore, this paper from the T.f purification and identification of bacteria in conducting the physiological strain Af its biological activity.This separation from the leaching solution obtained ferrooxidans study results show that compared with ferrous sulfate sulfur is a kind of quick energy, sulfur is a long-lasting energy, and can provide more energy than the ferrous .Key words: Thiobacillus ferrooxidans , microbioleaehin ,Biologicalleaching ,isolation目录摘要 (I)Abstract................................ I I一、前言 (1)1.1生物冶金的观点 (1)1.2碲矿的生物冶金 (2)1.3氧化亚铁硫杆菌的作用 (2)1.4本实验研究内容 (3)二、实验部门 (5)2.1实验质料与设备 (5)2.1.1菌种收罗 (5)2.1.2实验试剂 (5)2.1.3实验仪器 (5)2.1.4培养基 (6)2.2研究要领 (8)2.2.1菌种富集培养 (8)2.2.2疏散纯化 (8)2.2.3单层平板的制作 (9)2.2.4双层平板的制作 (9)2.2.5革兰氏染色 (10)2.2.6 pH测定 (10)2.2.7细菌计数要领 (10)2.4生物特性研究 (11)2.4.1生长曲线 (11)2.4.2氧化亚铁硫杆菌菌株对能源的利用情况 (11)2.4.3最适生长温度的测定 (11)2.4.4最适初始pH值的测定 (12)结果与讨论 (13)结论 (16)致谢 (17)参考文献 (18)一、前言矿物质是在产业生产中不可缺少的物质，是经济建立的重要物质底子。

酸性煤矸石山中氧化亚铁硫杆菌的杀菌剂研究现状

酸性煤矸石山中氧化亚铁硫杆菌的杀菌剂研究现状徐晶晶;胡振琪;赵艳玲;位蓓蕾【摘要】氧化亚铁硫杆菌的生物催化加速了煤矸石山的酸化氧化，抑制生物氧化的综合源头污染控制具有重要意义。

对目前国内外氧化亚铁硫杆菌的杀菌剂研究现状进行了综述，在氧化亚铁硫杆菌的特征和催化作用的基础上归纳了考察杀菌剂抑菌效果的重要指标，鉴于在源头控制污染方法中遇到成本高、效率低等问题，提出新型复合杀菌与缓释包膜联合技术在矿山治理中的应用前景，为酸性煤矸石山原位控制应用提供参考。

%The acidthiobacillus ferroxidans would greatly accelerate acidification and oxidation of coal mine wastepiles ,comprehensive sources pollution control has important significance on biological oxidation inhibition .This paper presents a summary of problems in bactericide of acidthiobacillus ferroxidans . Discussed the characteristics and catalysis of acidthiobacillus ferroxidans and summarized the important indicators about the inhibitoryeffect .Finally ,further basic studies on the hyphenated techniques of new compounded bactericide and slow-release wrapped in the source control technology were prospected ,their developing trends is discussed too .It will provide a reference for the acidic coal mine waste piles in source control applications .【期刊名称】《中国矿业》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】4页(P62-65)【关键词】酸性煤矸石山;氧化亚铁硫杆菌;杀菌剂【作者】徐晶晶;胡振琪;赵艳玲;位蓓蕾【作者单位】中国矿业大学北京土地复垦与生态重建研究所，北京100083;中国矿业大学北京土地复垦与生态重建研究所，北京100083;中国矿业大学北京土地复垦与生态重建研究所，北京100083;中国矿业大学北京土地复垦与生态重建研究所，北京100083【正文语种】中文【中图分类】X-1煤炭开采和加工过程中会产生大量煤矸石，一般占原煤的10%～20%，目前我国工业固体废弃物累积堆存已超过100亿t，但综合利用率只有约30%～40%。

粤北大宝山矿区污染成因与源头控制技术应用进展

党志，姚谦，陈锴，等.粤北大宝山矿区污染成因与源头控制技术应用进展[J].农业环境科学学报,2021,40（7）：1377-1386.DANG Z ，YAO Q ，CHEN K ，et al.The cause of pollution and the application progress of source control technology in Dabaoshan mining area in north Guangdong Province[J].Journal of Agro-Environment Science ,2021,40（7）：1377-1386.开放科学OSID收稿日期：2021-05-25录用日期：2021-06-05作者简介：党志（1962—），男，陕西蒲城人，教授，主要从事矿区环境污染控制与修复研究。

E-mail ：chzdang@ 基金项目：国家自然科学基金重点项目（41720104004，41931288）；广东特支计划本土创新创业团队项目（2019BT02L218）；广东省重点领域研发计划项目（2019B110207001）Project supported ：The Key Program of the National Natural Science Foundation of China （41720104004,41931288）;Guangdong Special Plan LocalInnovation and Entrepreneurship Team Project （2019BT02L218）;Guangdong Provincial Key Research and Development Program （2019B110207001）党志，华南理工大学环境与能源学院教授、博士生导师，工业聚集区污染控制与生态修复教育部重点实验室主任，广东特支计划本土创新创业团队负责人，国务院特殊津贴专家、全国优秀环境科技工作者、广东省丁颖科技奖获得者，现任生态环境部土壤专家咨询委员会委员、中国土壤学会常务理事、广东省环境科学学会和土壤学会副理事长。

氧化亚铁硫杆菌的研究概况

果基本一致 (表 1) 。
表 1 氧化亚铁硫杆菌的生理生化特征Leabharlann 鉴定项目生理生化特征
肉汤培养电泳半固体穿刺
无菌落生成 pH < 2. 4 荷负电 pH > 3 荷正电能运动
革兰氏染色
阴性
氧化酶
阳性
过氧化氢酶
阳性
葡萄糖氧化产酸葡萄糖发酵产酸产气
阳性阴性不产酸、不产气
3 氧化亚铁硫杆菌的分离纯化
最近研究表明通过加富污?中内源的氧化亚铁硫杆菌并导入外源无机铁对重金属污染的污?进?生物?滤能有效去除重金属且污?脱水后可制成含铁?高达68的生物有机态铁肥可作为石灰性土壤缺铁的矫治剂11砷载体pdr416和pdr420可以转化氧化亚铁硫杆菌及质粒上的cm抗性基因可以在氧化亚铁硫杆菌中表达的专利并声称该工程菌可用于含砷金矿的脱砷
要利用基因工程手段有目的地改造氧化亚铁硫杆菌 ,就必须建立起可将外源基因引入氧化亚铁硫杆菌的遗传信息转移系统 ,即构建既能在大肠杆菌中复制又能在氧化亚铁硫杆菌中复制的穿梭载体。 1984 年 , Raw l2 ings[ 7 ]等人将来自氧化亚铁硫杆菌的质粒 pTF - FC2与质粒 pBR322重组 ,成功地构建出 pDR401和 pDR412 等即具有大肠杆菌与氧化亚铁硫杆菌的复制原点 ,又有选择性标记和多个单一酶切点的基因工程载体。在氧化亚铁硫杆菌基因转化系统的研究中 , Raw l2 ings等获得了关于构建的质粒 pDR401 及抗砷载体 pDR416和 pDR420 可以转化氧化亚铁硫杆菌及质粒上的 Cm 抗性基因可以在氧化亚铁硫杆菌中表达的专利 ,并声称该工程菌可用于含砷金矿的脱砷。1993年 ,我国的彭基斌等 [ 8 ]用质粒 pJR215 作为氧化亚铁硫杆菌基因工程载体 ,将带有 Tra基因的大肠杆菌 IncP质粒转移到氧化亚铁硫杆菌 ,成功地构建了具有抗卡那霉素、抗链霉素和抗砷基因的工程菌。随着基因工程的发展 , Harri2 son等 [ 9 ]利用抗不同温度的 DNA 片段 ,培养出 ATCC19859 和 ATCC23270 等基因工程菌 ,使氧化亚铁硫杆菌在较宽的温度范围实现良好的应用效果。

嗜酸氧化亚铁硫杆菌分离鉴定及其与硫化矿物相互作用研究的开题报告

嗜酸氧化亚铁硫杆菌分离鉴定及其与硫化矿物相互作用研究的开题报告一、研究背景酸性矿山废水中含有大量的重金属离子和硫化物，其排放会造成环境污染和生态破坏。

然而，一些微生物可以利用这些有毒物质为生，这些微生物被称为酸性硫化矿物氧化细菌。

嗜酸氧化亚铁硫杆菌是一种广泛存在于酸性矿山环境中的细菌，在矿山废水处理和资源回收等方面具有重要的应用价值。

因此，对嗜酸氧化亚铁硫杆菌的分离鉴定及其与硫化矿物相互作用研究具有重要意义。

二、研究目的本研究旨在通过分离鉴定嗜酸氧化亚铁硫杆菌，并研究其与硫化矿物相互作用的机理，为酸性矿山废水的处理和资源回收提供理论依据。

三、研究内容及方法1. 嗜酸氧化亚铁硫杆菌的分离鉴定通过采集酸性矿山废水样品，利用厌氧和好氧的培养方法，分离筛选嗜酸氧化亚铁硫杆菌，并通过形态观察、生理生化实验、16S rRNA序列分析等方法对其进行鉴定。

2. 硫化矿物的分离及鉴定通过采集酸性矿山中的矿物样品，使用X射线衍射、扫描电镜等方法对其进行分离和鉴定。

3. 嗜酸氧化亚铁硫杆菌与硫化矿物的相互作用研究利用微生物培养实验和生物降解实验，研究嗜酸氧化亚铁硫杆菌与硫化矿物之间的相互作用机理，探讨硫杆菌对硫化矿物的氧化降解过程。

四、预期结果本研究将有效地分离鉴定嗜酸氧化亚铁硫杆菌，并深入探讨其与硫化矿物的相互作用机理，从而为酸性矿山废水的处理和资源回收提供理论依据。

五、研究意义本研究可以为酸性矿山的治理提供新思路和新方法，有效地缓解酸性矿山废水排放所带来的环境污染和生态破坏问题。

此外，还可以为资源回收和经济效益提升提供重要的支持。

氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌对无机砷化合物抗性的比较研究

氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌对无机砷化合物抗性的比较研究氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌是两种重要的嗜酸性、自养浸矿微生物,目前已经被广泛应用于各种矿物的生物氧化浸出等许多领域。

本实验室从国内多个典型矿区分离得到了27株浸矿微生物菌株。

经鉴定,其中,19株属于氧化亚铁硫杆菌,另外8株属于氧化硫硫杆菌。

研究中,同时以模式微生物——氧化亚铁硫杆菌ATCC 19859菌株和氧化硫硫杆菌ATCC19377菌株作为对照菌株。

通过对这些菌株进行无机砷化合物驯化实验,发现15株氧化亚铁硫杆菌和4株氧化硫硫杆菌对于无机砷化合物的抗性并不强,只能耐受较低浓度的As(Ⅲ)和As(Ⅴ)。

另一方面,另外4株氧化亚铁硫杆菌(分别是BY-3, FY-3, H-3和TKY-2)和另外4株氧化硫硫杆菌(分别是DX-3, JY, LYS和YP-2)以及氧化亚铁硫杆菌ATCC 19859菌株和氧化硫硫杆菌ATCC 19377菌株,则能耐受较高浓度的亚砷酸盐和砷酸盐,且它们对于无机砷化合物的抗性能稳定遗传。

驯化后的抗性菌株相比驯化前的野生菌株和非耐受菌株,具有明显优势。

其中,亚砷酸盐抗性最高的菌株是LYS和BY-3,分别能耐受高于80 mM和60 mM的As(Ⅲ)；砷酸盐抗性最高的菌株是JY和TKY-2,分别能耐受超过120 mM和100 mM 的As(Ⅴ)。

在已有的关于浸矿微生物对无机砷抗性的报道中,这些菌株的抗性是最强的。

雄黄矿和含砷难处理金矿是两种典型的砷含量较高的硫化矿,能够被嗜酸性、自养浸矿微生物氧化分解。

利用以少量单质硫、Fe2+同时作为能源的双底物培养基浸矿体系,采用混合菌液对这两种硫化矿进行了浸矿小试。

结果表明,经过无机砷驯化后的混合菌群的氧化、分解、浸出能力高于未经驯化的混合野生菌群。

混合驯化细菌组对雄黄矿和含砷难处理金矿的砷浸出率分别达到了28.6%和45.0%；而混合非驯化细菌组仅分别为12.4%和22.9%。

另外,空白组对砷的浸出作用不显著,在整个浸矿周期中,酸对于两种矿石中砷的最高浸出率仅分别有2.8%和11.2%,远低于另外两个生物处理组。

氧化亚铁硫杆菌及其混合菌的浸钒特性及机理研究

氧化亚铁硫杆菌及其混合菌的浸钒特性及机理研究氧化亚铁硫杆菌广泛用于铜、金、铀等金属的浸出,采用氧化亚铁硫杆菌浸出石煤矿中钒的研究相对较少,本文采用氧化亚铁硫杆菌单一菌种及混合菌种对含钒石煤进行浸钒研究,并对其生长特性、浸矿特性及浸矿机理做了部分研究,结果如下:(1)微生物的生长特性。

单一及混合氧化亚铁硫杆菌的生长特性和呼吸活性都受温度、pH值、溶氧、金属离子浓度等环境因素的影响。

纯氧化亚铁硫杆菌在温度30℃,pH 2.0,振荡转速为150 r/min条件下,微生物体内的ATPase值较高,其中最大值为2.8 U/ml。

氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌的混合菌种在温度30℃,pH 1.8,振荡转速为150 r/min,Mg2+浓度小于0.02 mol/L时,微生物体内的ATPase值较高,其中最大值为3.1 U/ml。

(2)微生物的浸矿特性。

单一及混合氧化亚铁硫杆菌的浸矿能力都受矿浆浓度、温度、pH值、溶氧、金属离子浓度等的影响。

纯氧化亚铁硫杆菌在矿浆浓度3%,温度30℃,pH 2.0,振荡转速150 r/min,对石煤矿的浸出效果较好,钒的最高浸出率为62%。

氧化亚铁硫杆菌及氧化硫硫杆菌的混合菌在矿浆浓度4%,温度30℃,pH 1.8,振荡转速150 r/min,Mg2+浓度小于0.02 mol/L,对石煤矿的浸出效果较好,钒的最高浸出率为68%。

(3)微生物的浸矿机理研究。

采用粒径分析表征微生物的浸矿效果,从结果可以看出,由于微生物作用的存在,随着浸矿时间不断延长,矿样粒径越来越小。

采用红外分析表征微生物对矿的吸附作用,结果可以看出,细胞表面成分中含有-OH、-NH、-C=O、-C-O-H等具有吸附作用的活性基团,分析表明细胞在石煤矿表面的吸附除了分子间吸附外,还有部分氢键的作用。

采用扫描电镜直观微生物各阶段在矿表面的吸附程度,结果可以看出,浸矿初期,微生物便开始吸附在矿物表面,对矿物作用不明显,中后期微生物代谢过程会产生大量的黄钾铁矾,产生的黄钾铁矾将吸附于矿物表面,阻止矿物被分解,为了提高浸矿效果,应减少浸出过程中黄钾铁矾的产生。