一株浸矿细菌的分离及其对低品位硫化镍铜矿中镍的浸出

从云南某铜矿井下酸性污水中分离到嗜酸菌株ynxd-1,对其形态、生长特性、16 S rRNA基因序列及其对低品位硫化镍铜矿的摇瓶浸出效果进行了研究.结果表明:细菌细胞呈短杆状,革兰氏染色阴性,不产芽孢,最适pH值及生长温度分别为2.0和30℃.菌株ynxd-1在10%(W/V)矿浆浓度及30℃温度的条件下摇瓶培养浸出28 d,低品位硫化镍铜矿镍的浸出率为56.4%.16 S rRNA基因序列分析表明,菌株ynxd-1与嗜酸氧化亚铁硫杆菌的同源性达到99%,可以鉴定为嗜酸氧化亚铁硫杆菌菌株.     

Volume of extracellular polymeric substance coverage of individual Acidithiobacillus ferrooxidans bacterium measured by atomic force microscopy

The Acidithiobacillus ferrooxidans response to stress associated with the drying process is known to be the production of extracellular polymeric substance (EPS) coverage. Here, samples of A. ferrooxidans suspensions grown in 1.8 pH and 3.0 pH and dried on mica and silicon are shown to form a structure of isolated bacteria. Individual bacteria coverage patterns were imaged by atomic force microscopy (AFM) on hydrophobic (silicon) and hydrophilic (mica) substrates. A comparison of images of covered and uncovered bacteria establish the volume of individual EPS coverage. The EPS production for bacteria on hydrophobic substrates shows a substantial decrease (a factor of 30) in the EPS volume per bacterium when compared with the one on hydrophilic substrates. Shape and volume determination of EPS structures on bacteria as a function of hydrophobicity or hydrophilicity of the substrate may help to determine the functions of EPS on bacterial aggregates.     

铜合金材料生物微加工机理及其加工效率

为探究微生物加工铜金属的机理和生物特种加工效率,为生物特种加工效率的提升提供理论基础,通过直接生物去除、间接生物去除以及与化学蚀刻的对比,研究了氧化亚铁硫杆菌对紫铜、白铜和黄铜的加工深度和加工速度,分析了生物加工机理。以氧化还原电位表征蚀刻液对铜合金的加工能力,其值反映了生物加工效率。结果表明：直接生物去除加工紫铜与白铜的速度保持恒定,氧化还原电位缓慢上升;间接生物去除加工紫铜与白铜的速度随着加工时间逐渐减慢,氧化还原电位持续下降。生物加工方法对黄铜的加工没有显著表现。生物去除加工紫铜与白铜过程中,主要由铁离子化学作用导致的去除,其次为细菌直接去除加工铜材料及含菌环境下铁离子循环对加工的促进作用。另外氧化亚铁硫杆菌其他分泌物会促进对紫铜与白铜的加工,但会抑制对黄铜的加工。     

脱氮硫杆菌ATCC25259 SQR蛋白及突变体的结构分析与活性研究

本文研究了通过Discovery Studio 3.5利用同源建模法构建了脱氮硫杆菌ATCC25259的硫化物:醌氧化还原酶(Sulfide:quinone oxidoreductase,SQR)野生型蛋白及突变体蛋白模型,通过GROMACS 5.1.2对所有模型进行分子力学及分子动力学的优化,使蛋白模型处于能量较低且结构稳定的状态。使用PROCHECK,Verify 3D和Pro SA三种模型评价方法对模型进行评价,表明蛋白模型具有较高的合理性。使用该蛋白模型计算蛋白相互作用、SAS及能量值。将构建好的SQR及突变体的表达载体转入大肠杆菌BL21(DE3)诱导表达分子量约65 ku的蛋白。使用镍柱亲和层析纯化经大量表达含有6×His标签的野生型与突变体蛋白,采用已经建立的SQR活性测定方法,进行酶活性测定实验,结果表明突变体酶活性较低。从模拟计算与实验验证两方面说明SQR C端α螺旋结构对蛋白的结构稳定性具有重要影响,蛋白结构稳定性降低,从而酶活性降低。     

氧化亚铁硫杆菌及中度嗜热菌的紫外诱变对黄铜矿的浸出

利用紫外线对氧化亚铁硫杆菌和采自酸性温泉水的中度嗜热菌进行诱变,对黄铜矿浸出。诱变后菌活性分别提高40.6%和35.9%,浸出率分别提高了36.6%和23.5%,并对这两种菌混合后浸出做了探讨。     

铁氧化细菌的分离及其浸出钼镍尾矿试验

从钼镍矿区矿坑废水中分离出1株嗜酸性硫杆菌,通过对该菌株形态及理化特征检测分析,初步鉴定为氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans,A.f菌)。以FeSO_4·7H_2O和钼镍尾矿作为能量来源对其驯化培养,并利用驯化与非驯化的A.f菌进行摇瓶浸出钼镍尾矿试验。结果表明,驯化后的A.f菌更有利于尾矿中金属的浸出,4种目标金属浸出率大小顺序为NiZnAsMo,钼镍尾矿中Ni、Mo、Zn、As在驯化细菌作用下最大浸出率分别为62.41%、55.66%、41.87%、12.04%,比非驯化组高2~8个百分点;A.f菌浸矿过程中,存在细菌对矿物的直接作用机理及细菌产生的H~+、Fe~(3+)对矿物的间接作用机理,H~+在尾矿Ni、Zn的浸出中占主导作用,而As、Mo的浸出主要依靠Fe~(3+)对矿物的持续氧化作用。     

耐高矿化度浸矿菌的驯化及浸铀效果

从721铀矿石样中分离出的一株氧化亚铁钩端螺旋菌(Leptospirillums ferrooxidans)与氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans)的混合菌株,经不同条件的驯化及紫外线诱变处理后,可在高矿化度(M>50g/L)、低pH(pH=1.4)的铀矿石酸化液中良好生长。实验室槽浸实验表明,这一混合菌株对低pH、高矿化度的浸出体系具有良好的适应性,仅用7天时间,渣计浸出率达90.06%,浸出过程中未出现铁损失。     

温度和液固比对某铀矿生物浸出的影响

铀矿生物浸出过程中,浸矿微生物（氧化亚铁硫杆菌）对温度和液固比等环境因素较为敏感。基于铀矿生物浸出溶浸液中酸碱度、氧化还原电位(Eh)、铁离子浓度的变化和铀浸出率的差异,研究温度和液固比对南方某铀矿生物浸出的影响。结果表明,在温度为30 ℃和液固比为20的条件下,铀矿微生物浸出效果最佳,铀浸出率分别高达为96.15%和97.02%。因此,在生物浸出过程中,可以控制浸出体系温度和液固比,为浸矿细菌提供最适宜生长环境,以强化铀矿的生物浸出。研究结果为南方某铀矿工业生产提供重要参数和理论依据。     

黄铁矿生物氧化过程的阶段性

以氧化亚铁硫杆菌为实验菌株，研究了黄铁矿的Fe³⁺氧化和生物氧化过程中溶液铁离子浓度、pH值以及Eh值的变化。结果表明，Fe³⁺由于自身很快会被消耗，因而对黄铁矿的氧化速率较低；而在细菌的作用下，Fe²⁺可以不断被氧化成Fe³⁺，从而使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。基于间接作用机制，结合黄铁矿生物氧化过程中pH值及Eh值的变化规律，提出了黄铁矿生物氧化的阶段性特点，即将氧化亚铁硫杆菌对黄铁矿的氧化过程分为黄铁矿无机氧化、Fe²⁺生物氧化和黄铁矿稳定生物氧化3个阶段。