氧化亚铁硫杆菌生物浸出铅锌硫化矿尾矿及浸出过程中重金属形态分析研究

研究嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans,A.f)对铅锌硫化矿尾矿重金属离子的生物浸出和重金属形态变化有助于了解生物浸出作用的过程变化.通过考察生物浸出体系中不同的矿浆浓度对pH值和浸出尾矿重金属的影响,探究生物浸出过程的重金属形态变化情况.结果表明,生物浸出作用对pH值和尾矿重金属的浸出影响巨大,随着矿浆浓度的增加,pH值下降速率呈现先升高后降低、重金属浸出率也呈现先增加后降低的趋势,最佳的生物浸出矿浆浓度为50 g·L~(-1),Fe和Zn的最佳浸出率分别为85.45%和97.85%.重金属形态分析表明,生物浸出作用对尾矿重金属形态变化产生巨大的影响,随着浸出时间的延长,重金属形态逐渐改变,首先易迁移的重金属被生物浸出,然后稳定的重金属也逐渐被生物浸出.     

嗜酸性氧化亚铁硫杆菌对高砷尾矿生物氧化行为影响的研究

含砷尾矿在生物氧化作用下会产生大量含砷(As)酸性矿山废水，从而对周围生态环境造成严重危害，亟需系统性明晰含砷尾矿生物氧化过程中As的迁移转化规律.探究含砷尾矿生物氧化行为的影响因素有利于揭示As的迁移转化规律.以高砷尾矿(As含量>20%)为研究对象，考察了不同初始pH条件(1.2～2.8)和固体浓度(2.0～10.0 g·L^-1)对嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)生物氧化行为的影响.结果表明：As的生物氧化受初始pH值和固体浓度的显著影响.As的生物氧化效率随着初始pH或固体浓度的升高呈先升高后下降的趋势；在初始pH值2.0时，观察到As的浸出率(高达92.94%)比其他初始pH条件高.在固体浓度8.0 g·L^-1时具有最优的As浸出率(高达93.24%).在所有初始pH和固体浓度条件下可以发现生物浸出前期As的浸出效率快速上升，而生物氧化中期维持相对稳定并在生物氧化后期出现下降趋势，这与微生物活性变化和黄钾铁矾的形成有关.XRD和SEM分析结果显示在生物氧化过程中微生物氧化释放的...     

铅锌尾矿中重金属在模拟酸雨淋溶下的浸出规律

重金属尾矿污染是世界性难题,污染水体、大气和土壤,对周边的生态环境和人体健康造成严重危害。在我国酸雨范围大且酸雨问题比较严重的背景下,探讨酸雨淋溶下尾矿中重金属的浸出规律将有利于加强我国重金属尾矿的污染控制和管理。采用湖南桃林铅锌尾矿库中的尾矿模拟酸雨条件进行淋溶实验,研究发现重金属Pb、Zn、Cu、Mn含量分别为1252.5,849.4,363.1,280.0mg/kg。其中,Pb、Zn主要以残渣态存在,分别占69.7%和53.8%;Cu主要以有机结合态存在,占67.0%;Mn主要以铁锰氧化态、有机结合态和残渣态存在,共占90.0%。在静态淋溶实验中,固液比越大、模拟酸雨pH值越小,重金属的浸出浓度越大。在动态淋溶实验中,Zn、Mn浸出浓度随时间呈现减小趋势,而Pb和Cu浸出浓度随时间先增大,后减小。     

红色非硫磺菌生长及聚β-羟基丁酸积累的研究

通过研究不同培养条件以及重金属对红色非硫磺细菌的影响,并用萃取、酯化及质谱联用(GC-MS)技术验证了菌体内累积的PHB.结果表明,以无水乙酸钠为碳源、硫酸铵为氮源、中性pH的条件下,细菌生长较好,生长周期为10天,重金属镉和锰对红色非硫磺细茵的影响不大.汞和铬对细菌生长的抑制浓度分别为0.05、0.01ppm.其体内积累PHB约为菌体 (湿重) 的50%.     

排硫杆菌T12对硫氰酸钠和硫代硫酸钠的氧化

从处理腈纶废水的混合细菌SAT13中分离出一株化能自养细菌T12,命名为排硫杆菌T12(Thiobacillus thioparus T12)。该菌在含硫氰酸钠和硫代硫酸钠的无机合成培养基中生长较快,对硫氰酸钠和硫代硫酸钠的氧化能力很强。氧化的最适pH为6.6—7.6。在培养基中存在某些有机污染物的条件下不影响菌的生长和氧化硫氰酸钠的能力。当酚、丙烯腈和氰化钾等毒性大的污染物质浓度分别在125、225、5mg/L时即开始抑制硫氰酸钠的氧化。     

亚硝化工艺稳定运行动力学判据方程的建立

在Monod方程的基础上,综合分析温度、pH值、DO、游离氨氮浓度和亚硝酸氮浓度等因素对氨氧化细菌(AOB)和亚硝酸盐氧化细菌(NOB)生长速率的影响,分别建立了AOB和NOB的生长动力学方程,并确定了亚硝化工艺稳定运行的动力学判据为μ_AOB>μ_NOB.计算和讨论了亚硝化工艺稳定运行时的温度、DO和pH值等工艺条件的范围,结果表明,当其他工艺条件适合时,即使在温度<20℃或者DO>3mg/L等"不利"条件下,亚硝化工艺也可以稳定运行.     

铀尾矿堆中优势菌的分离鉴定及其耐铀性研究

从广东省韶关市某露天铀尾矿堆中筛选分离出一株优势菌株,通过形态观察和16S rDNA基因测序比对,初步鉴定该细菌为苏云金杆菌(Bacillus thuringiensis,简称Bt)。研究了环境条件因素(温度、pH值、盐浓度)对该细菌繁殖增长的影响及其对铀的耐受性。通过生长特性研究确定该细菌的最适生长温度为30℃,pH=7.0,盐度适应范围为0.5~60 g/L。对铀的耐受性实验表明:在接种量为25%(体积分数),初始pH为4.0~10.0和温度为30℃条件下,该菌在铀初始浓度为100 mg/L,NaCl质量浓度为8%以内可保持良好的生长能力。研究结果显示,该细菌对铀具有良好的耐受性,表明其在铀的浸出及铀污染土壤的生物修复方面有潜在的应用前景。     

金川矿区重金属污染对土壤微生物分布的影响

为了探索金川矿区土壤理化性质对土壤微生物的影响。在对金川矿区进行环境现状调查的基础上,根据区域环境,布设重污染区、缓冲区、人为干扰区和原生态区4区为研究区域,对4区域共有荒漠植物骆驼蓬和中亚紫菀木根际、非根际60个样点土壤理化性质与微生物数量进行相关性分析。结果表明:4个区土壤p H在8.09~9.04之间,属于弱碱性土壤;土壤电导率及3种重金属(Ni、Cu、Cr)含量按重污染区(旧尾矿坝、尾矿坝)、缓冲区(矿山公园、废渣堆外100 m)、人为干扰区(农田土壤)、原生态区(下四分)均有依次减小的趋势;土壤中可培养微生物数量为21×10~5~2.63×10~5cfu/g,其中重污染区尾矿坝微生物数量最多,细菌数量为20.25×10~5cfu/g,真菌数量为11.47×10~5cfu/g。影响金川矿区微生物生长的主要因素是土壤的p H和重金属含量。在重污染区骆驼蓬根际,土壤pH与可培养细菌数量完全负相关,在人为扰动区土壤pH与可培养细菌数量完全正相关。矿区土壤中适度的Ni和Cu协同促进微生物的生长。     

铅锌尾矿重金属耐受细菌分析和质粒检出率

利用含不同铅锌浓度的重金属选择性平板,对堆积时间为20a的铅锌尾矿中细菌重金属耐受性特征进行分析,并对其质粒检出率进行测定,为深入了解细菌对重金属的适应机理提供理论依据。实验结果显示:尾矿中重金属(Pb、Cu、Co、Cd)总量及EDTA提取态含量均显著性地高于对照土壤,而可培养细菌的数量要极显著性地低于对照土壤。尾矿与对照土壤均有一定的重金属耐受细菌群体,但总体上,铅锌尾矿重金属耐受性细菌数量要略多一些。耐锌细菌的质粒检出率分别为74.07%(尾矿)和70.59%(对照),耐铅细菌的质粒检出率分别为93.1%(尾矿)和90.3%(对照),尾矿土壤耐性细菌质粒的检出率要高于对照土壤。     

施加污泥对铅锌尾矿中重金属稳定效果研究

铅锌尾矿极端贫瘠且通常含有较高的有毒重金属,难以进行生态修复。该研究以剩余污泥作为改良剂施加于铅锌尾矿中,通过室内动态平衡实验,研究污泥在4种不同施加剂量(0.5%、1%、2%、5%)条件下,在不同时期对铅锌尾矿中重金属有效性的影响情况。结果表明,剩余污泥施加剂量为5%时能够明显降低尾矿中Pb、Zn、Cu、Cd有效态浓度,施加剂量为2%时可明显减低Zn、Cd有效态浓度。剩余污泥能显著增加尾矿中速效氮及速效钾含量。结果表明,剩余污泥有助于降低铅锌尾矿中重金属有效性;相对于0.5%、1%和2%的施加剂量,剩余污泥用量为5%时对尾矿重金属的稳定效果较好。     

飞灰基碱激发胶凝材料中重金属的一维半动态浸出行为分析

文章利用一维半动态浸出法研究飞灰基碱激发胶凝材料中重金属(Ni、Cr、Pb、Cd)浸出行为,结合浸出理论,分析在非碱性条件下重金属浸出行为。结果表明:在酸性和中性条件下,胶凝材料中重金属的浸出均为扩散性浸出。在pH=3的强酸性和pH=3的弱酸性条件下,4种金属的扩散系数10~(-11)m~2/s,试块中污染物较为稳定,但在弱酸条件下重金属浸出浓度明显高于强酸条件,长期使用具有一定风险性。中性条件下,4种重金属的扩散系数3×10~(-13)m~2/s,胶凝材料中的重金属较稳定,长期使用安全性强。     

氧化亚铁硫杆菌的分离及生长特性研究

从酸性矿坑水中分离得到3株细菌S1、S2和S3,经16S rRNA序列分析,S3为氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillusferrooxidans)。对S3菌,选取初始Fe2+浓度和初始pH值为影响因子,设计正交试验,通过测定培养过程中pH值、氧化还原电位Eh、Fe2+浓度和总Fe浓度的变化,并计算Fe2+氧化速率,研究初始Fe2+浓度和初始pH值对细菌生长的影响。     

UV-Fenton法降解对硫磷的机理及动力学

采用UV-Fenton法对对硫磷的氧化消除及动力学规律进行研究,利用气相色谱法测定对硫磷的浓度,以半衰期的大小来表示降解效果;并考察了Fe2+浓度、H2O2浓度以及pH对光解对硫磷的影响.结果表明,UV-Fenton对对硫磷的氧化降解过程符合一级反应动力学;溶液中Fe2+与H2O2浓度对降解反应影响较大,随着浓度的增加对硫磷的降解效果增大,一定程度后呈下降趋势;在pH=3时,对硫磷的降解效果最好,其半衰期可达到0.256 h,一级动力学方程可表示为Ct=4.9652e-2.7 066t.     

氧化硫硫杆菌TS6的生长条件及其对重金属耐受性研究

采用纯培养的方法研究了温度和介质起始pH以及重金属对嗜酸性氧化硫硫杆菌(Acidithiobacillus thiooxidans TS6)菌株生长与活性的影响.研究表明,菌株TS6的最适生长温度为28℃,最适起始生长pH范围为2.0～6.0.在上述条件下,TS6旺盛生长,表现出氧化硫能力最强.通过检测TS6对几种重金属(Cr3 、Cu2 、Zn2 、Ni2 )的耐受性,结果发现TS6对上述重金属均有较强的耐受性,至少可耐受Cr3 、Cu2 、Zn2 、Ni2 的浓度分别达1500、400、1000和250mg·L-1.在相同的浓度下,不同重金属对TS6生长产酸作用的影响由小到大依次为Cr3 、Zn2 、Cu2 、Ni2 .随着TS6菌株驯化时间的延长,它们对重金属的耐受性可望得到进一步的增强,完全满足对各种污水污泥进行生物淋滤处理的条件.     

酸性淋溶对铅锌尾矿金属行为的影响及植物毒性

露天存放的铅锌尾矿受到自身酸化和酸雨的双重影响,从而加剧尾矿对环境的影响。因此,研究尾矿在酸性条件下的重金属行为及其植物毒性,对植物在铅锌尾矿地的自然定居有非常重要的意义。将铅锌尾矿砂装柱,用pH2～7溶液淋溶50天的结果表明,酸度的提高可以显著地增加尾矿砂中重金属（Pb、Zn、Cu和Cd）的溶出。而随着时间的延长,Zn的溶出量明显增高,Pb和Cu的溶出则逐渐降低。在pH值＜3时,Cd的溶出逐渐升高,pH值＞3时,Cd的溶出也呈下降趋势。酸度对重金属溶出的影响由大至小依次为Zn＞Cd＞Cu＞Pb。渗滤液对植物的毒性随着起始淋溶酸度的提高与时间的推移而加剧     

球形红细菌转化去除重金属镉及其机理研究

研究了不同理化因素对光合细菌球形红细菌(Rhodobacter sphaeroides)H菌株生长和镉去除能力的影响.结果表明,该菌株的最佳生长和对镉的最佳去除条件为:pH=7.0,温度为30℃,好氧黑暗,接种量9%.在最佳条件下,镉的去除率可达85%以上.通过X射线衍射光谱分析,H菌株对镉离子的转化产物为硫化镉.通过测定镉的去除与细菌生长曲线及半胱氨酸脱巯基酶的活性,表明镉的去除与菌体的生长稳定期相关.此外,通过分析菌体对硫酸盐的代谢过程,探讨了该菌株生长细胞去除重金属镉的机理.     

施用玉米秸秆对铅锌尾矿速效养分和重金属活性的影响

铅锌尾矿极端贫瘠、重金属含量高,不利于植物生长,难以进行生态修复。该研究通过玉米秸秆改良铅锌尾矿室内培养实验,研究不同秸秆施加量在不同阶段对铅锌尾矿速效氮、钾以及重金属有效性的影响。结果表明,施加秸秆能够增加铅锌尾矿速效氮、钾含量,随着施加浓度的增加改善效果增强;秸秆腐解对Pb、Zn、Cu和Cd 4种金属有不同程度的活化作用,4种金属对秸秆活化作用敏感顺序表现为Cd>Zn>u>Pb。随秸秆施加浓度的增加,秸秆对尾矿重金属的钝化作用逐渐大于活化作用。同时考虑不同用量秸秆对铅锌尾矿速效氮、钾改善效果以及4种金属有效性水平,研究认为秸秆施加浓度为2%时效果较优,有利于促进生态修复。     

酒石酸、苹果酸对锑矿区土壤中砷锑的淋洗研究

以贵州省晴隆锑矿区受砷锑严重污染土壤为研究对象,采用震荡淋洗技术,研究了酒石酸,苹果酸在不同浓度、不同震荡时间、不同pH条件下对重金属砷锑的淋洗效果。实验结果表明,酒石酸、苹果酸随着浓度的升高,对土壤中砷锑淋洗效果显著增加;随着震荡时间的延长,酒石酸、苹果酸对重金属淋洗效果逐步提高,震荡8h效果最佳。实验结果还发现,pH对酒石酸、苹果酸淋洗效果的影响从酸性pH=3至碱性pH=12过程中逐步减弱。     

赤铁矿对砷的吸附解吸及氧化特征

采用等温吸附热力学的方法,研究了赤铁矿(α-Fe2O3)对三价砷离子的吸附和氧化特征,以及温度、pH值等因素对吸附和氧化效果的影响.研究结果表明,Langmuir方程可以很好地表述吸附量与初始三价砷离子浓度的关系(R2=0.9939);随着初始砷离子浓度的增大,溶液中As(V)的浓度(氧化量)也逐渐增大,然而氧化率却随着初始砷离子浓度的增大而减小;35℃条件下的吸附量和吸附率、氧化量和氧化率都比25℃时大,表明升高温度有利于赤铁矿对砷离子的吸附和氧化作用.溶液酸度对于As(Ⅲ)的吸附和氧化有着不同的影响,在pH<8时,吸附量和吸附率随pH上升而增加,在pH=8时达到最大,随后随pH上升而减小;当pH低于6.0时,随着pH的增加As(Ⅲ)氧化量、氧化率逐渐增大,而当pH高于6.0时.随着pH增加As(Ⅲ)氧化量反而降低.最大氧化量出现在pH=6.0处.     

酸性矿井水的形成与组成

硫铁矿在有水有氧的条件下被氧化和有机硫被氧化细菌分解均产生酸性矿井水，在还原细菌作用下，Fe2+被氧化成Fe3+，Fe3+继续氧化硫铁矿也产生酸性矿井水。酸性矿井水中的金属离子如Al3+、Mn2+、Zn2+、Cu2+等，或因酸性矿井水的溶解作用或因它们的硫化物被氧化形成；酸性矿井水中的主要阴离子是SO2-4和少量的Cl-，当酸性矿井水的酸度不足以中和地下水的碱度时，还有不定量的HCO-3、K+、Na+、Ca2+、Mg2+等来源于地下水，且高于地下水中这些离子的浓度。