源自硫化矿区的氧化亚铁硫杆菌新菌系的鉴定

从广西铜坑矿区多金属复杂硫化矿矿坑水中分离得到了一株嗜酸氧化亚铁硫杆菌(暂命名为TK),该菌株为革兰氏阴性细菌,短杆状,菌体大小为(0.4±0.1)μm×(1.4±0.2)μm,最适生长温度为25~30℃,最适pH值为2.0,化能自养型,能利用亚铁、单质硫和葡萄糖生长,不能利用硫代硫酸钠、蛋白胨生长。测定其亚铁和元素硫的氧化能力,并考察它对铁闪锌矿的浸出效果。以16SrDNA序列同源性为基础构建了包括15株已报道菌种和其他菌属菌株作为外来群在内的系统发育树。结果表明:TK菌株处于单独的一个分支内,与嗜酸氧化亚铁硫杆菌株D2最为相似,相似性为98.67%,推测TK菌株为嗜酸氧化亚铁硫杆菌的一个新菌系。该菌系的分离为嗜酸氧化亚铁硫杆菌多样性和生态分布研究提供了一种新材料。     

源自硫化矿区的Acidiphilium属菌的分离及其浸矿性能

从湖北大冶铜矿的铜山口硫化矿矿坑水中分离得到了一株嗜酸兼性异养细菌,暂命名为DY.该菌株为革兰氏阴性细菌,短杆状,菌体大小为(0.4±0.1)μm×(1.2±0.2)μm,最适生长温度为30 ℃,最适初始生长pH值为3.5,能利用葡萄糖、乳糖、蔗糖和单质硫生长,不能利用FeSO4进行生长.其系统发育树结果表明,菌株DY与Acidiphilium cryptum(Y18446)位于系统发育树的同一分支中,相似度为99.69%.黄铜矿(CuFeS2)摇瓶细菌浸出实验显示,DY菌株单独浸出黄铜矿的能力较弱,但和嗜酸自养的氧化亚铁硫杆菌ATCC 23270混合浸矿时,与氧化亚铁硫杆菌单独浸矿相比,30 d后黄铜矿的浸出率提高了35.98%.     

Acidithiobacillus ferrooxidans菌株的分离及阴离子对其亚铁氧化活性的影响

采用连续稀释法分别从江西德兴铜矿、湖北大冶铜矿和广西大厂这3处酸性矿坑水样品中分离得到三株嗜酸性短杆状细菌,其形态及生理特征与嗜酸性氧化亚铁硫杆菌相似,16SrRNA系统学分析进一步证实这种细菌属于硫杆菌属的嗜酸性氧化亚铁硫杆菌。研究表明：阴离子对嗜酸氧化亚铁硫杆菌的Fe^2＋氧化能力具有一定影响,其影响顺序由大到小依次为：N03〉Cl^-〉SO4^2-;不同菌株对阴离子的耐受能力存在明显的差异。     

浸矿微生物的研究进展

本文综述了主要浸矿微生物的性质、分类地位、培养条件以及在生物冶金方面的应用及研究进展,涉及到的微生物有嗜酸氧化亚铁硫杆菌、嗜酸氧化硫硫杆菌、氧化亚铁钩端螺旋菌、硫化叶菌属及硫化芽孢杆菌属.     

两株不同铁氧化细菌合成的沉淀差异性分析

通过ICP-AES、SEM、XRD和FTIR等方法，对不同铁氧化细菌在不同温度条件下所合成的赭黄色高铁沉淀进行了分析。结果表明：无论是嗜铁钩端螺旋菌DY菌株（Leptospirillum ferriphium），还是嗜酸氧化亚铁硫杆菌GF菌株（Acidithiobacillus ferrooxidans）合成的沉淀都是黄钾铁矾和黄铵铁矾的混合物；其中，GF合成的沉淀混合物中黄钾铁矾的含量比DY合成的黄钾铁矾约高出5．53％；而DY合成的沉淀中，黄铵铁矾的含量比GF合成的沉淀中的黄铵铁矾的含量约高出15．24％。     

一种用于嗜酸性氧化亚铁硫杆菌液氮保藏的新型保护剂的保藏效果(英文)

对一种用于嗜酸性氧化亚铁硫杆菌液氮冷藏新型保护剂GP的保藏效果进行研究。依据最大细胞复苏率及最高亚铁氧化活性确定该新型保护剂的最佳使用浓度。结果表明,保护剂的最佳浓度为30%,在此浓度下细胞复苏率达到84.4%,且能在120h内完全氧化培养基中的亚铁,培养6d后菌体浓度达到5.8×107cell/mL。此外,解冻细胞在9K培养基中培养6d后,对活细胞复苏的最佳GP残留浓度为0.6%(体积分数)。在此浓度下,菌株DC完全氧化亚铁需要108h,并且最终菌体浓度为6.8×107cell/mL.因此,GP是一种简单、有效的嗜酸性氧化亚铁硫杆菌液氮保藏的冷冻保护剂。     

不同菌种对雌黄的生物浸出机理

分别采用嗜酸氧化亚铁硫杆菌(At.f)、嗜酸氧化硫硫杆菌(At.t)以及中度嗜热西伯利亚硫杆菌(S.s)对雌黄进行浸出。结果表明:嗜酸氧化硫硫杆菌浸出雌黄的效果较好,浸出过程是细菌直接与矿物作用;中温菌浸出雌黄则主要通过将Fe2+氧化成Fe3+,再由Fe3+氧化溶解矿物,浸出后期在矿物表面生成覆盖层;嗜酸氧化亚铁硫杆菌很难在雌黄矿浆中生长;添加适量表面活性剂Tween-80能有效改善矿物表面润湿性,促进Fe3+对砷的浸出,但对细菌生长会造成影响,抑制细菌直接浸出。     

细菌浸出高硫铝土矿中杂质硫的研究

本研究从某高硫煤矿以及硫磺矿山处筛选得到5株具有氧化亚铁离子能力的富集菌株。编号为ZL-S1的氧化亚铁嗜酸硫杆菌Acidithiobacillus ferrooxidans浸出高硫铝土矿中杂质硫的能力最强。该菌株对高硫铝土矿摇瓶浸矿脱硫后,矿石中的硫含从3.83%降低到0.53%~0.69%,脱硫率达到85%以上,Al2O3回收率达到97%以上。脱硫过程在常温常压下进行,脱硫后铝土矿物化性质无任何变化。     

氧化亚铁硫杆菌驯化菌株的铜离子运输特性

以氧化亚铁硫杆菌野生菌(wideT.f)和驯化菌(adapted T.f)为供试菌株,通过比较野生菌与驯化菌对Cu2 的吸收与运输特性,研究了氧化亚铁硫杆菌驯化菌株的抗铜机理.结果表明:Cu2 对野生菌Fe2 的氧化活性影响较大,当Cu2 浓度高于10 g/L时,细菌Fe2 氧化活性逐渐降低直至完全抑制;而经驯化培养的T.f菌,对重金属铜则具有较高的抗性,其Fe2 氧化活性也较高,Fe2 氧化速率加快;在不同Cu2 浓度下,驯化菌细胞中的Cu2 含量总低于野生菌的,经驯化培养的氧化亚铁硫杆菌与野生菌相比,具有更高的促进体内Cu2 排出的能力,该排出系统与ATPase的活性有关.     

黄钾铁矾的生成机理及其对嗜酸氧化亚铁硫杆菌有重要作用的离子的影响(英文)

黄钾铁矾的生成对Sarcheshmeh生物堆浸硫化铜矿有不利影响。实验研究了在嗜酸氧化亚铁硫杆菌存在的情况下,生长介质中Fe(II)的初始浓度、pH及温度影响黄钾铁矾沉淀形成的机理。产生最多Fe(III)沉淀的条件为:硫酸亚铁浓度50 g/L、初始pH 2.2、温度32°C。Fe(III)沉淀的生成影响了对嗜酸氧化亚铁硫杆菌有重要作用的离子的浓度,比如:Fe3+、SO 2?4、K+、PO 3?4、Mg2+。对于Fe3+和K+,他们有相似的模式,这些离子共沉淀而形成黄钾铁矾的组分。在pH高于1.6时,由于PO 3?4与黄钾铁矾共沉淀以及嗜酸氧化亚铁硫杆菌较快的生长速度而导致合PO 3?4的化合物的溶解度急剧降低。在生物堆浸的初期,由于脉石的溶解,Mg2+浓度增大,随后缓慢降低。     

黄铁矿微生物浸出体系中的表面热力学和扩展DLVO理论

根据Young s方程的推导公式结合接触角的测定结果计算黄铁矿和氧化亚铁硫杆菌的表面能参数。结果表明,氧化亚铁硫杆菌的表面能明显高于黄铁矿的表面能。应用热力学计算氧化亚铁硫杆菌在黄铁矿表面吸附的自由能,发现其吸附自由能为正值,无法解释氧化亚铁硫杆菌在黄铁矿表面的吸附现象,而通过扩展DLVO理论建立的Lifshitz-van der Waals(LW)、Lewis acid-base(AB)和静电(EL)作用自由能与作用距离(d)之间的势能曲线,能够准确的预言氧化亚铁硫杆菌在黄铁矿表面的吸附现象。     

电场作用对提高微生物浸矿性能的影响

在排土场微生物强化浸出过程中,结合电场生物工程技术,以氧化亚铁硫杆菌为研究对象,提出利用电场作用提高微生物浸矿性能的方法,探讨电场作用对微生物生长代谢以及渗流特性的影响。结果表明：电场作用对氧化亚铁硫杆菌生长代谢的影响非常明显,适当的电场可有效强化其生长代谢能力,过高的电流会抑制氧化亚铁硫杆菌生长;电场作用下,排土场孔隙中微生物的渗流能力明显增强,微生物电动渗流效应在渗透率高排土场中尤为明显。     

转鼓和搅拌槽反应器中氧化亚铁硫杆菌氧化Fe2+的比较（英文）

研究转鼓和搅拌槽反应器中氧化亚铁硫杆菌在不同Al2O3粉末含量下对Fe2+的氧化。结果表明:未添加Al2O3粉末时,氧化亚铁硫杆菌在搅拌槽中的生物活性比在转鼓中的生物活性高。当Al2O3粉末含量从0增加到50%(质量分数)时,Fe2+的生物氧化速率从0.23g/(L·h)显著降低到0.025g/(L·h),可能是搅拌槽中的固体颗粒碰撞和研磨作用导致氧化亚铁硫杆菌失活。转鼓中Al2O3的含量增加对氧化亚铁硫杆菌的生物活性仅有较小的负面影响,这是由于两个反应器不同的混合机制所致。在相同的Al2O3含量下,Fe2+在转鼓反应器中的生物氧化速率比在搅拌槽中的生物氧化速率更高,尤其在较高的固体含量下,表明转鼓反应器能允许较高的固体含量和维持较高的生物活性。由于Al2O3粉末与真实硫化矿具有不同的物理化学性质,因此转鼓反应器用于硫化矿生物浸出的可行性还需进一步验证。     

镁离子浓度对氧化亚铁硫杆菌生长动力学的影响

在氧化亚铁硫杆菌(T.f)培养过程中其他营养物质足量的情况下,通过考察不同初始Mg2+浓度对氧化亚铁硫杆菌(T.f)生长活性的影响,得到在不同Mg2+浓度下细菌的生长曲线。结果表明:T.f对Mg2+具有一定的耐受能力;当培养基中ρ(Mg2+)≤10 g/L时,Mg2+对细菌生长活性影响很小;其ρ(Mg2+)为15 g/L时,Mg2+开始产生延迟效应,抑制细菌生长;ρ(Mg2+)为20 g/L时,细菌生长完全受到抑制。同时利用基于存在非竞争性抑制的Monod方程,建立了T.f在高Mg2+浓度下的生长动力学方程模型,确定在不同条件下细菌生长动力学参数,包括最大比生长速率μmax、Monod常数Km及镁离子抑制常数KI。利用correl系数工具分析细菌比生长速率的实验值和模拟值之间的相关系数为0.973,表明该动力学方程能较好地描述Mg2+浓度对氧化亚铁硫杆菌生长的影响。     

嗜酸氧化亚铁硫杆菌表面双电层电势分布模拟

采用离子可透过模型和不可透过模型,通过数值拟合的方法计算嗜酸氧化亚铁硫杆菌的表面电荷密度、空间电荷密度、表面电位和道南电位等.Zeta电位测定结果表明以硫为能源培养的细菌细胞等电点(IEP)高于报道的以亚铁培养的细菌的.运用表面基团离子化模型模拟实验数据得出以硫培养的嗜酸氧化亚铁硫杆菌的IEP＞2,这主要是由细菌表面蛋白质的氨基电离引起的.采用离子可透过模型分析表明pH＜5时,细菌表面电位(φo)和道南电位(φDON)下降较快；细菌表面的pH值等于细胞内的pH(约6～7)后,细菌的φo和φDon的变化渐缓；计算得到细菌表面的双电层的厚度约为5nm.细菌表面的双电层将影响浸矿体系中离子迁移和营养物质传输,而细菌彼此表面双电层的相互作用对细菌聚集不利.     

氧化亚铁硫杆菌淋滤重金属污染底泥的动力学

针对氧化亚铁硫杆菌生物(T.f)淋滤法处理重金属污染底泥进行实验研究。采用分批摇床培养方法,分析生物淋滤过程中Fe~(2+)浓度对底泥酸化、微生物生长、Fe~(2+)氧化以及底泥中重金属溶出率的影响;借助Monod方程得到不同Fe~(2+)浓度下氧化亚铁硫杆菌的最大比生长速率及饱和常数;通过经验方程推导出不同Fe~(2+)浓度下重金属离子Cu~(2+)和Zn~(2+)的溶出速率常数。结果表明,当Fe~(2+)浓度由2.0 g/L增加到10.0 g/L时,氧化亚铁硫杆菌的最大比生长速率由0.126 h~(-1)上升到0.159 h~(-1),饱和常数由0.881 g/L下降到0.327 g/L,重金属的溶出速率常数与Fe~(2+)浓度呈正相关;当Fe~(2+)浓度超过10.0 g/L时,氧化亚铁硫杆菌的最大比生长速率降低,而饱和常数增大。随着Fe~(2+)浓度的增加Fe~(2+)氧化速率增大。综合各个动力学参数可知,Fe~(2+)浓度为10.0 g/L是生物淋滤体系的最佳底物浓度。     

氧化亚铁硫杆菌浸出铁矿石脱磷技术

研究氧化亚铁硫杆菌（A.f菌）从含磷铁矿石中脱磷的可行性及工艺技术。结果表明：氧化亚铁硫杆菌可以浸出铁矿石中的磷,生物浸出脱磷应选择缺磷9 K培养基体系,添加黄铁矿可强化细菌浸出脱磷,矿浆初始pH对脱磷率有明显影响,合适的细菌接种量、亚铁初始含量及矿石粒度有利于生物浸出脱磷。对某含磷1.12%的铁矿石,以缺磷9 K培养基为浸出体系,添加质量比为20%的黄铁矿,在初始pH值为1.7-2.0的条件下,采用A.f菌进行生物浸出,获得的脱磷率为86.6%。     

氧化亚铁硫杆菌生长动力学参数

基于Ｍｏｎｏｄ方程,推导并建立了氧化亚铁硫杆菌ＴＤ－１０在含亚铁培养基中的生长响应模型。研究了以亚铁离子的氧化来表征氧化亚铁直菌的生长过程,利用该模型,通过计算机拟合,确定了模型中细菌生长动力学参数,并用该模型预示了最大比生长速率μｍ,营养物饱和常数Ｋ及细菌的初始浓度与得率系数的比值ρｏｂ／Ｙ变化时对细菌生长的影响。考察了不同二价铁离子初始浓度、温度和接种量时亚铁离子浓度的变化,从而确定了各实验条     

嗜酸氧化亚铁硫杆菌亚铁氧化系统研究进展

嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)是目前研究得最多的浸矿细菌,其能量代谢途径复杂多样。在有氧条件下,A.ferrooxidans以氧化Fe2 、H2或(和)各种还原性硫化物提供能量来生长,在亚铁氧化系统中,A.ferrooxidans的各种菌株氧化亚铁后产生的电子经大致相同的传递途径传递给最终电子受体O2,但是最初电子受体可能有所不同。讨论了A.ferrooxidans亚铁氧化系统中电子顺电势梯度传递的各个电子传递载体的组成,基因结构和特征以及可能的相互作用机制;同时,介绍了A.ferrooxidans生长过程中,少量电子经细胞色素bc1复合体逆电势梯度传递、参与还原力NAD(P)H的生成和CO2固定过程中可能存在的电子传递模式,以及A.ferrooxidans在不同生长基质中生长时rus操纵子的转录调控模式。