《古菌Ferroplasma sp.在黃銅礦生物浸出中的生態功能》是依託中南大學，由周洪波擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：古菌Ferroplasma sp.在黃銅礦生物浸出中的生態功能
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：周洪波
- 依託單位：中南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
Ferroplasma屬古菌是硫化礦中等高溫浸出工藝中的關鍵鐵氧化微生物，其浸礦特性還有待闡明。利用PCR-DGGE技術解析黃銅礦長期富集的中等高溫浸礦微生物群落結構，研究不同環境條件下各種群的動態變化，探明環境因素對各種群動態的影響規律。通過純培養和復配混合培養實驗，生物強化實驗，採用實時螢光定量PCR技術，重點研究在酸脅迫、銅離子脅迫和有機物脅迫下，Acidithiobacillus caldus，Leptospirillum ferriphilum和Ferroplasma thermophilum三種微生物種群消長，硫氧化、亞鐵氧化和黃銅礦浸出能力的變化，考察古菌存在對兩種細菌種群消長，硫氧化、亞鐵氧化以及黃銅礦浸出能力的影響，揭示該古菌與其它細菌之間的協同作用，闡明該古菌在浸出黃銅礦過程中的生態功能；為構建包括Ferroplasma屬古菌在內的中等高溫微生物群落浸出黃銅礦提供依據。
結題摘要
古菌Ferroplasma sp.在硫化礦浸出體系中大量存在，但其浸礦功能不明。本項目解析以黃銅礦為能源的中等高溫富集物微生物群落結構；考察環境因素對中等高溫富集物浸出黃銅礦的影響；通過比較純培養和混合培養，以及生物強化等措施，旨在闡明Ferroplasma sp.在黃銅礦生物浸出中的生態功能。主要發現如下： 黃銅礦中等高溫富集物微生物群落簡單，主要包括三種細菌Leptospirillum ferriphilum，Acidithiobacillus caldus，Sulfobacillus sp.和一種古菌Ferroplasma thermophilum。pH值、礦漿濃度、溫度、溶氧、礦漿電位和原電池效應均對黃銅礦浸出和微生物種群動態有顯著影響，最佳條件下，黃銅礦在攪拌槽式反應器中浸出率達95%。 Cu2+脅迫下，F. thermophilum/L. ferriphilum共培養促進了F. thermophilum生長，但抑制了L. ferriphilum生長；F. thermophilum/At. caldus共培養促進彼此生長和鐵/硫氧化代謝。酸脅迫下，F. thermophilum/At. caldus共培養能提高混合體系總細胞濃度並促進鐵/硫的氧化代謝。有機物脅迫下，F .thermophilum/L. ferriphilum共培養消除了有機物對L. ferriphilum抑制作用；F. thermophilum/At. caldus共培養促進平穩期At. caldus生長。 Ferroplasma前期生物強化加速了黃銅礦的氧化分解並引起浸礦微生物群落結構改變。F. thermophilum可消耗浸出液中有機物，促進L. ferriphilum和At. caldus生長，加速亞鐵的氧化，減少了礦物表面硫鈍化膜的形成，從而促進了Cu2+的溶出。在黃銅礦浸出前期投加L. ferriphilum或At. caldus均顯著加速黃銅礦的氧化分解，提高了銅浸出率。投加的L. ferriphilum迅速吸附至礦物表面定殖形成生物膜，促進了At. caldus生長和吸附，但抑制了F. thermophilum生長和吸附。 研究結果揭示了古菌Ferroplasma sp.浸礦特性以及在硫化礦生物浸出體系中的生態功能，有利於最佳化生物浸出工藝和加深人們對微生物冶金過程的認識。
