氧化亚铁硫杆菌密度与营养供给对硫铁矿生物氧化的影响

摘要：

探究硫铁矿生物氧化过程的影响因素有利于揭示酸性矿山废水形成规律.本研究采用摇瓶试验,探究了氧化亚铁硫杆菌Acidithiobacillus ferrooxidans LX5(A.ferrooxidans LX5)密度对硫铁矿生物氧化的影响.同时,在菌密度为1.40×107 cells· mL-1的环境中,研究了微生物营养(无铁改进型9K液体培养基)供给对硫铁矿生物氧化的影响.结果表明,A.ferrooxidans LX5及其营养成分的引入显著加速了硫铁矿生物氧化体系H+的释放,0.70×107～2.10×107 cells·mL-1 A.ferrooxidans LX5的引入,可使得H+释放量较无菌对照提高1.51～3.31倍.半量浓度和全量浓度无铁改进型9K液体培养基的加入,可使菌密度为1.40× 107 cells· mL-1硫铁矿氧化体系的H+释放量提高3.24与2.75倍.相对于A.ferrooxidans LX5密度为0.70× 107 cells· mL-1的体系,1.40× 107 cells· mL-1或2.10×107 cells·mL-1 A.ferrooxidans LX5的引入明显提高硫铁矿氧化体系总Fe离子与SO42-的释放效率,且71.9％ ～ 88.3％的总Fe离子主要以Fe2+存在.微生物营养供给使得总Fe离子与SO42-的释放效率加速显著,而总Fe离子几乎全部以Fe3+存在.当菌密度大于1.40× 107 cells· mL-1时,体系生物氧化后所得硫铁矿表面存在明显的侵蚀坑.相对于半量浓度改进型9K培养基养分供给,全量改进型9K液体培养基的引入由于体系次生铁矿物覆盖硫铁矿明显而抑制了总Fe离子与SO42-的释放.硫铁矿氧化所得酸性废水经CaO中和至pH约为7.00,总Fe近乎全部去除,而SO42-去除率相对较低(26.7％ ～ 73.9％).本研究所得结果对明晰酸性矿山废水形成规律具有一定的指导意义.

关键词：硫铁矿、氧化亚铁硫杆菌、菌密度、营养供给、矿物形貌

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分类号：X703(一般性问题)

资助基金：国家自然科学基金21637003,21407102;山西省自然科学基金2015011022;山西农业大学青年拔尖创新人才项目No.TYIT 201405Supported by the National Natural Science Foundation of China21637003,21407102;the Natural Science Foundation of Shanxi Province2015011022;the Program for the Top Young Innovative Talents of Shanxi Agricultural UniversityTYIT 201405

在线出版日期：2018-03-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：449-456