基于不同能源底物和营养水平的酸性矿山废水产生机制研究

摘要：

硫化矿物在氧气、水和铁氧化细菌的共同作用下会形成pH值极低、富含可溶性Fe、SO42-和重金属离子等的酸性矿山废水.本研究选取黄铁矿、磁黄铁矿和黄铜矿作为能源底物,以及0×9K、1/4×9K、1/2×9K、1×9K培养基作为营养水平,在氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus errooxidans)的参与下,从能源底物和营养水平角度探索不同硫化矿物酸性废水的产生特点和机制.结果 表明,3种硫化矿物的生物产酸能力依次为黄铁矿＞磁黄铁矿≈黄铜矿.经过38 d的生化反应后,黄铁矿体系的pH值达到1.41,总Fe(TFe)和SO42-浓度分别达到771.82 mg· L-1和357.25 mg·L-1.水体营养水平在黄铁矿的生物产酸过程中起着至关重要的作用.经过16 d的生化反应后,0x9K、1/4×9K、1/2×9K、1×9K培养基处理的终点pH值分别为1.68、1.44、1.30、1.29.根据各营养体系中Fe2+和TFe浓度的变化趋势,以及反应终点收集矿物的X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM),分析认为充足的营养会提高Acidithiobacillus ferrooxidans的活性或密度,加快Fe2+生物氧化形成Fe3+并通过水解产酸作用合成黄钾铁矾等次生铁矿物,从而导致溶液的pH值更低.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：酸性矿山废水;氧化亚铁硫杆菌;硫化矿物;9K培养基;黄钾铁矾

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分类号：X131(环境化学)

资助基金：国家自然科学基金;湖北省软科学基金资助项目;湖北省教育厅科学研究计划项目

在线出版日期：2021-11-12（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：4056-4063