氧化亞鐵硫桿菌對(duì)毒砂的氧化作用實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、硫化物金屬礦山開(kāi)采過(guò)程中常伴生一定量毒砂等硫化物礦物，其氧化產(chǎn)生的酸性含砷廢水，嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境、危及人類健康。當(dāng)前，微生物參與下的硫化物礦物氧化作用及其引起的環(huán)境問(wèn)題，引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的極大關(guān)注，但毒砂的微生物氧化作用的相關(guān)研究還很薄弱。本文旨在研究不同環(huán)境下(如pH、Fe含量等)氧化亞鐵硫桿菌對(duì)毒砂的氧化作用的影響，選題不僅對(duì)深入研究氧化亞鐵硫桿菌對(duì)毒砂氧化作用及含砷酸性礦山廢水的形成機(jī)理具有理論意義，而且對(duì)有關(guān)礦山廢水的治理和含砷

2、硫化物的生物浸礦也有一定的參考價(jià)值。
　　 本文利用大寶山尾礦庫(kù)酸性礦山廢水培養(yǎng)得到的氧化亞鐵硫桿菌Acidithiobacillus ferrooxidans(簡(jiǎn)稱A.f.菌)和毒砂樣品，進(jìn)行初始pH分別為2.00、3.00和3.50的含鐵有菌氧化、含鐵無(wú)菌氧化和有菌無(wú)鐵氧化實(shí)驗(yàn)。
　　 通過(guò)測(cè)定實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不同時(shí)期溶液的陽(yáng)離子和pH值變化，實(shí)驗(yàn)固體產(chǎn)物的XRD分析和熱場(chǎng)發(fā)射環(huán)境掃描電鏡形貌、能譜分析，結(jié)合反應(yīng)前毒砂粉末

3、的XRD及表面電鏡掃描(SEM)對(duì)比分析，獲得如下結(jié)論：
　　 1、在對(duì)A.f.菌富集培養(yǎng)過(guò)程中溶液顏色發(fā)生淺綠色→淺黃色→土黃色→棕紅色變化，pH呈現(xiàn)先升后降的趨勢(shì)，由最初的2.00，升到2.30，后降低維持在1.80左右。培養(yǎng)過(guò)程中生成黃鉀鐵礬沉淀，黃鉀鐵礬的生成消耗溶液中的Fe3+和SO4+2-離子，并產(chǎn)生酸以維持細(xì)菌生長(zhǎng)的低pH值。電鏡下顯示A.f.菌呈短桿狀，菌體直徑約0.5μm，長(zhǎng)度1.2～2.0μm，革蘭氏染色呈陰

4、性。
　　 2、在實(shí)驗(yàn)的時(shí)間內(nèi)，接種細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)溶液中毒砂的氧化速率比未接種的快2-3倍，表明氧化亞鐵硫桿菌對(duì)毒砂的氧化有加速作用。
　　 3、加入鐵離子的實(shí)驗(yàn)溶液毒砂的氧化速率均比未加入鐵離子的溶液氧化速率快，其中初始pH=2.00的溶液快2倍、初始pH=3.00的溶液快7倍，初始pH=3.5的溶液快50倍?？梢?jiàn)鐵離子的存在對(duì)毒砂的氧化速率有明顯的促進(jìn)作用。但不同pH下Fe離子對(duì)毒砂的氧化速率影響不同，即Fe離子對(duì)毒砂氧

5、化作用的影響受到溶液pH的制約。
　　 4、氧化反應(yīng)30天后，初始pH為3.50的溶液比初始pH為3.00和2.00的溶液毒砂剩余量少，表明pH為3.5的實(shí)驗(yàn)溶液中毒砂氧化的更為完全。但硫化物的氧化會(huì)產(chǎn)生酸以降低溶液的pH值，可見(jiàn)毒砂的微生物氧化反應(yīng)過(guò)程既需要高的pH來(lái)維持氧化速率，同時(shí)產(chǎn)生酸使溶液自身pH值降低，難以始終保持較高氧化速率。
　　 5、A.f.菌能促進(jìn)As和Fe形成砷酸鐵沉淀，降低溶液中As離子的濃度。溶