氧化亚铁硫杆菌

理论与实践用氧化亚铁硫杆菌生物浸出难处理金矿物的机理D・内斯托　等摘　要　布拉德福特(Bradford)法是一种快速、简单、重复性好的间接测定培养介质中固着在矿物上和游离于液相中细菌数量的方法,用此法可评价生物浸出过程中固着在矿物上的细菌分数和分散游离的细菌分数。

研究发现,有大量的细菌固着在矿物表面上,其分数随环境条件(主要有p H、三价铁离子的存在和硫化矿物补给方式等)而变化。

研究还发现,固着在固体上的细菌会逐渐丧失其氧化活性。

研究结果表明,硫化矿的浸出是由硫化矿物表面上细菌直接作用和因细菌作用而产生并进入到溶液中的三价铁离子的间接作用的共同结果。

关键词　氧化亚铁硫杆菌　生物蛋白质　游离和固着细胞　氧化活性　难浸金　硫化矿物前　言氧化亚铁硫杆菌是一种靠硫化矿物氧化或二价铁离子氧化获得能量而生长的化学自养微生物,因此,对于一个有效的生物浸出过程来说,固相上的和进入液相里的细胞的活性是重要的。

可用直接和间接两种不同浸出机理来解释硫化矿的生物浸出,这两种机理都是由塔克西亚朱等人于1994年提出的。

在直接浸出机理中,氧化亚铁硫杆菌固着在矿物表面上,促进矿物生物氧化。

固着在矿石表面上的细菌使表面氧化电位改变,并通过S和Fe的氧化使其去极化。

在间接浸出机理中,硫化矿的化学浸出是通过溶液中三价铁离子的还原作用而进行的,还原得到的二价铁离子可被硫杆菌再氧化。

究竟是哪种机理起主导作用,取决于矿石性质和工艺操作条件。

在含金硫化矿精矿的生物氧化过程中,铁、砷和硫可发生增溶溶解作用,因此,了解氧化亚铁硫杆菌连续暴露在硫化矿石表面上对氧化活性的影响是十分必要的。

微生物活性间接测定对硫杆菌与矿物表面之间相互作用的研究是有好处的,其中包括二价铁离子、三价铁离子和全蛋白质的检测。

在确定直接溶蚀作用在矿物溶解过程中的贡献时,这些测定方法既实用又方便。

对矿物在微生物氧化过程中的影响进行了分析,主要分析了矿物培养基浓度对生物浸出过程的影响。

氧化亚铁硫杆菌的活性测定及对煤矸石的脱硫效果研究氧化亚铁硫杆菌（Acidithiobacillus ferrooxidans）能够有效脱除煤系固废中的硫,达到变废为宝的目的,而细菌活性的高低直接影响着脱硫效果。

为了测定氧化亚铁硫杆菌活性并研究细菌活性与脱硫效果的关系,利用9K液体培养基和改良后的9K固体培养基从山西省阳泉地区酸性矿坑水中分离出三种纯净的菌株YQ-01、YQ-02、YQ-03,通过光学显微镜和扫描电镜观察其形态结构,通过革兰氏染色法对其进行鉴定,利用化学发光法和重铬酸钾滴定法测定菌株活性,利用已知活性的氧化亚铁硫杆菌对煤矸石进行脱硫实验,检测浸出液中的SO₄^2-浓度并在结束后通过测定反应前后的S含量来计算脱硫率,研究脱硫率与细菌活性之间的关系。

结果表明:（1）从阳泉三采样点取回的水样中分离纯化出的三种细菌YQ-01、YQ-02、YQ-03两端钝圆,长度约为1-2?m,宽度为0.5-0.8?m,属革兰氏阴性菌且为化能自养菌,均属于氧化亚铁硫杆菌;（2）化学发光强度到达峰值的时间与Fe²⁺浓度呈线性相关,Fe²⁺浓度越高,到达峰值的时间越长,可以用发光强度到达峰值的时间来计算Fe²⁺浓度;重铬酸钾滴定结果与化学发光测定结果一致,配对t检验无显著差异,两方法加标回收回收率均为95%¹05%,相对偏差RSD<3.3%,三种菌株亚铁氧化活性:YQ-02>YQ-01>YQ-03;（3）煤矸石脱硫实验中接种YQ-01、YQ-02、YQ-03菌的实验组17d全硫脱除率分别为52.89%、59.45%、47.21%,未接种细菌的对照组全硫脱除率为15.61%。

高铁浓度下氧化亚铁硫杆菌的生长动力学引言：氧化亚铁硫杆菌（Ferrovibrio ferrugineum）是一种常见的铁化学氧化细菌，它具有在高铁浓度环境中生长的独特能力。

了解氧化亚铁硫杆菌在高铁浓度下的生长动力学对于深入研究其生态功能以及应用潜力具有重要意义。

本文将探讨高铁浓度下氧化亚铁硫杆菌的生长速率、生长适宜条件以及相关影响因素。

一、生长速率氧化亚铁硫杆菌在高铁浓度条件下的生长速率较为缓慢。

研究发现，在含有0.1 mM铁离子的培养基中，氧化亚铁硫杆菌的生长速率约为每小时增殖0.2个世代。

而当铁离子浓度增加到1 mM时，其生长速率进一步下降至每小时增殖0.1个世代。

这表明高铁浓度对氧化亚铁硫杆菌的生长具有抑制作用。

二、生长适宜条件氧化亚铁硫杆菌对于生长环境的适应性较强，但在高铁浓度条件下仍存在一定的限制。

研究发现，pH值在6.5-7.5之间对氧化亚铁硫杆菌的生长具有较好的促进作用。

而温度方面，适宜的生长温度为25-30摄氏度。

此外，氧气浓度的控制也对氧化亚铁硫杆菌的生长有一定影响。

适宜的氧气浓度范围为5-10%。

三、影响因素除了铁离子浓度外，其他环境因素也会对氧化亚铁硫杆菌的生长产生影响。

有研究表明，硫酸盐浓度的增加会显著抑制氧化亚铁硫杆菌的生长。

当硫酸盐浓度达到一定水平时，氧化亚铁硫杆菌的生长将完全停止。

此外，有机物质的存在也对其生长具有一定的促进作用。

适量的有机物质可以提供菌体所需的能量和营养物质，从而促进其生长。

结论：高铁浓度下，氧化亚铁硫杆菌的生长速率较慢，生长适宜条件为pH 值6.5-7.5、温度25-30摄氏度和氧气浓度5-10%。

除了铁离子浓度外，硫酸盐浓度和有机物质的存在也会对其生长产生影响。

了解氧化亚铁硫杆菌在高铁浓度下的生长动力学对于生态学研究和应用开发具有重要意义，进一步探索其生长机制和适应策略有助于深入了解其生态功能和应用潜力。

氧化亚铁硫杆菌及其混合菌的浸钒特性及机理研究氧化亚铁硫杆菌广泛用于铜、金、铀等金属的浸出,采用氧化亚铁硫杆菌浸出石煤矿中钒的研究相对较少,本文采用氧化亚铁硫杆菌单一菌种及混合菌种对含钒石煤进行浸钒研究,并对其生长特性、浸矿特性及浸矿机理做了部分研究,结果如下:(1)微生物的生长特性。

单一及混合氧化亚铁硫杆菌的生长特性和呼吸活性都受温度、pH值、溶氧、金属离子浓度等环境因素的影响。

纯氧化亚铁硫杆菌在温度30℃,pH 2.0,振荡转速为150 r/min条件下,微生物体内的ATPase值较高,其中最大值为2.8 U/ml。

氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌的混合菌种在温度30℃,pH 1.8,振荡转速为150 r/min,Mg2+浓度小于0.02 mol/L时,微生物体内的ATPase值较高,其中最大值为3.1 U/ml。

(2)微生物的浸矿特性。

单一及混合氧化亚铁硫杆菌的浸矿能力都受矿浆浓度、温度、pH值、溶氧、金属离子浓度等的影响。

纯氧化亚铁硫杆菌在矿浆浓度3%,温度30℃,pH 2.0,振荡转速150 r/min,对石煤矿的浸出效果较好,钒的最高浸出率为62%。

氧化亚铁硫杆菌及氧化硫硫杆菌的混合菌在矿浆浓度4%,温度30℃,pH 1.8,振荡转速150 r/min,Mg2+浓度小于0.02 mol/L,对石煤矿的浸出效果较好,钒的最高浸出率为68%。

(3)微生物的浸矿机理研究。

采用粒径分析表征微生物的浸矿效果,从结果可以看出,由于微生物作用的存在,随着浸矿时间不断延长,矿样粒径越来越小。

采用红外分析表征微生物对矿的吸附作用,结果可以看出,细胞表面成分中含有-OH、-NH、-C=O、-C-O-H等具有吸附作用的活性基团,分析表明细胞在石煤矿表面的吸附除了分子间吸附外,还有部分氢键的作用。

采用扫描电镜直观微生物各阶段在矿表面的吸附程度,结果可以看出,浸矿初期,微生物便开始吸附在矿物表面,对矿物作用不明显,中后期微生物代谢过程会产生大量的黄钾铁矾,产生的黄钾铁矾将吸附于矿物表面,阻止矿物被分解,为了提高浸矿效果,应减少浸出过程中黄钾铁矾的产生。

氧化亚铁硫杆菌使用方法
嗨，朋友！今天咱们来聊聊氧化亚铁硫杆菌的使用方法。

这氧化亚铁硫杆菌啊，可是个很有趣的小生物呢。

要是你想使用它，得先给它找个合适的家。

这个家呢，就是合适的生长环境啦。

一般来说，它比较喜欢酸性的环境哦，pH值大概在2 - 3左右的那种，就像它住在自己的小酸房子里，可舒坦了。

在准备这个环境的时候，你得把营养物质也安排上。

它就像个小馋猫，需要铁和硫作为食物来源呢。

可以在溶液里加入一些亚铁离子，这就相当于给它准备了美味的铁大餐。

还有含硫的化合物，像是硫化物之类的，那就是它的小甜点啦。

当你把这些都准备好以后，就可以把氧化亚铁硫杆菌接种进去啦。

这个接种就像是把一群小客人迎进它们的新家一样。

不过要小心哦，不要让其他的细菌或者污染物混进去捣乱。

就像你请朋友来家里玩，可不想有不速之客对吧？
在它生长的过程中呢，要时不时地去看看它。

就像照顾小宠物一样，你得关心它过得好不好。

如果发现溶液变得浑浊了，或者有什么奇怪的味道，那可能就是出问题了，要赶紧检查检查。

还有哦，温度也很重要呢。

它就像个怕冷又怕热的小宝贝，最适宜的温度大概在25 - 30摄氏度之间。

如果温度太低，它就会懒洋洋的不想动；温度太高呢，它可能就会生病啦。

如果是用它来处理一些矿物之类的东西，那就要把矿物和含有氧化亚铁硫杆菌的溶液充分混合。

就像把食材和调料搅拌均匀一样，这样它才能更好地发挥作用，把矿物里的铁和硫分解转化。

氧化亚铁硫杆菌自从1947年Temple和Colmer发现并命名氧化亚铁硫杆菌以来，它已经成为生物浸出的主要菌种之一。

作为浸矿的主要菌种，它最初应用于低品味铜矿、铀矿的生产，后来发展应用于金、锌、钴、等多种金属的浸出。

随着氧化亚铁硫杆菌在冶金生产中应用的日益广泛，人们注意到它在环境保护方面及一些科研领域同样有着良好的应用前景，其研究越来越受到广泛重视。

氧化亚铁硫杆菌（Thiobacilluferroo某idan,T.f）属微生物中原核生物界、化能营养原核生物门、细菌纲、硫化细菌科、硫杆菌属。

广泛存在于土壤、海水、淡水、垃圾、硫磺泉和沉积硫内，尤以金属硫化矿和煤矿等酸性矿坑水（pH<4）中最为常见。

化能自养，专性好氧，嗜酸，革兰氏阴性，，主要利用利用CO2为碳源，并吸收氮、磷等无机营养来合成自身细胞。

菌长1.0到数微米，宽约0.5微米，杆状，端生鞭毛，能游动，腺嘌呤（C）+鸟嘌呤（G）的摩尔百分含量为57%~62%，细菌生长周期为6~10天，菌落为黑色，直径0.05mm，菌落周围为分散的铁锈色斑渍区域。

分离的主要步骤是：将采集到的样品先用9K液体培养基富集培养，待培养基的pH值下降到1.0左右后，用梯度稀释法在改进的9K固体培养基涂布，再用平板划线法分离。

第一部分：（NH4）2SO43.0gKCl0.1gK2HPO40.5gMgSO4﹒7H2O0.5gCa（NO3）20.01g蒸馏水700mL第二部分：5mol/LH2SO41.0mLFeSO4﹒7H2O14.7%蒸馏水300mL分离培养基为改进的9K固体培养基，即在每升9K液体培养基加入1.2%的琼脂及0.03%酵母浸粉。

T.ferroo某idan在有氧条件下依靠氧化亚铁、各种还原性硫化物以及氢来获得能量供生命活动需要。

在无氧条件下，能以三价铁或硫为电子受体、氢为电子供体，或以三价铁为电子受体、还原性硫化物为电子供体获得能量生长。

这些现象说明A.ferroo某idan能量代谢途径的多样性和复杂性。

氧化亚铁硫杆菌的疏散及生物学特性研究作者姓名：冯雷专业：生物工程指导老师：谢鸿观摘要氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans,简称T. f)属革兰氏阴性无机化能自养菌、嗜酸、专性好氧,靠氧化基质中的Fe2 +为Fe3+和低价态硫为硫酸根而获取能量。

它遍及存在于土壤海水、淡水、垃圾、硫磺泉和沉积硫内,尤以金属硫化矿和煤矿等酸性矿坑水中最为常见。

因此，本论文从T.f菌的疏散纯化出发，进行了T. f菌的生理生化及其生物活性的研究。

本文从浸矿溶液中疏散得到的氧化亚铁硫杆菌进行研究，结果表明硫酸亚铁相对付硫来说是一种速效能源，单质硫是长效能源，而且能提供比亚铁更高的能量。

要害词：氧化亚铁硫杆菌，微生物冶金，生物浸矿，疏散纯化Isolation of Thiobacillus and biologicalcharacteristicsName: Feng Lei Major: Bioengineering Supervisor: XieHongguanAbstractFerrooxidans (Thiobacillus ferrooxidans, called T. f) ,an inorganic chemoautotroph Gram negative bacteria, acidophilus, specific aerobic, relying on substrate oxidation in Fe3+ and Fe2+ for the low state of sulfur to sulfuric acid roots and obtain energy，which is widely found in soil water, fresh water, waste, and deposition of sulfur in sulfur springs, especially in sulfide minerals such as acid mine water and coal the most common . Therefore, this paper from the T.f purification and identification of bacteria in conducting the physiological strain Af its biological activity.This separation from the leaching solution obtained ferrooxidans study results show that compared with ferrous sulfate sulfur is a kind of quick energy, sulfur is a long-lasting energy, and can provide more energy than the ferrous .Key words: Thiobacillus ferrooxidans , microbioleaehin ,Biologicalleaching ,isolation目录摘要 (I)Abstract................................ I I一、前言 (1)1.1生物冶金的观点 (1)1.2碲矿的生物冶金 (2)1.3氧化亚铁硫杆菌的作用 (2)1.4本实验研究内容 (3)二、实验部门 (5)2.1实验质料与设备 (5)2.1.1菌种收罗 (5)2.1.2实验试剂 (5)2.1.3实验仪器 (5)2.1.4培养基 (6)2.2研究要领 (8)2.2.1菌种富集培养 (8)2.2.2疏散纯化 (8)2.2.3单层平板的制作 (9)2.2.4双层平板的制作 (9)2.2.5革兰氏染色 (10)2.2.6 pH测定 (10)2.2.7细菌计数要领 (10)2.4生物特性研究 (11)2.4.1生长曲线 (11)2.4.2氧化亚铁硫杆菌菌株对能源的利用情况 (11)2.4.3最适生长温度的测定 (11)2.4.4最适初始pH值的测定 (12)结果与讨论 (13)结论 (16)致谢 (17)参考文献 (18)一、前言矿物质是在产业生产中不可缺少的物质，是经济建立的重要物质底子。

实验七氧化亚铁硫杆菌的发酵培养一、实验目的1、熟练掌握30L发酵罐的结构和使用方法。

2、学习掌握发酵的基本工艺流程及基本操作：包括种子液的制备、培养基配制、灭菌、接种和参数设定等。

3、掌握发酵过程中的参数测定和在线控制，包括：pH、DO、温度、搅拌速度、生物量、残糖含量、产物生成量、消泡和CO2等参数。

4、掌握氧化亚铁硫杆菌生长曲线的测定方法和亚铁离子氧化率的测定方法。

二、实验原理在需氧代谢中，菌体生长是以基质代谢和氧的消耗为基础的，因为他们提供了生长所需要的前体物质和能量，而且从基质和氧的消耗速率也可以反映菌生长的状况和阶段。

本实验在30L的发酵罐中对氧化亚铁硫杆菌进行分批发酵，在发酵过程在会出现延迟期、对数生长期、稳定期、衰亡期等阶段，通过测定菌量就可以了解生长情况与阶段。

三、实验材料与试剂1、菌种氧化亚铁硫杆菌由西南科技大学生命科学与工程学院生物工程教研室提供。

2、器材电子天平，高速离心机，分光光度计，蒸汽灭菌锅，超净工作台，生化培养箱，30L发酵罐。

3、试剂(NH4)2SO4，KCl，MgSO4·7H2O，Ca(NO3)2，FeSO4·7H2O，浓H2SO4，K2Cr2O7。

4、培养基氧化亚铁硫杆菌的培养常采用9K培养基，该培养基由A液和B液组成，具体配方如下：A液：（NH4）2SO4 3g，KCl 0.1g，K2HPO4 0.5g，MgSO4·7H2O 0.5g，Ca(NO3)2 0.01g，蒸馏水600mL，pH值2.0，121℃灭菌30min；B液：FeSO4·7H2O 44.2g，蒸馏水400mL，调节pH值为2，用0.22μm 微孔滤膜过滤除菌，现配现用。

接种前将A与B液混合，并调节pH值为2。

四、实验步骤1、种子培养基的配制及种子培养种子培养基的配制：按照9K培养基配方，配制2000 mL培养基，并用硫酸调好pH，分装到1000 mL的摇瓶中，用棉塞塞住瓶口，并用牛皮纸包扎好瓶口。