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土著氧化亚铁硫杆菌与土著氧化硫硫杆菌对尾矿重金属生物淋滤作用的研究

【摘要】:由于得不到适当处理,有色金属采选产生的大量尾矿造成了严重的土壤重金属污染。生物淋滤法处理重金属污染具有高效、低费用、环境友好性强的特点。本文以永州某酸性尾矿为研究对象,分离培养土著氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)及土著嗜酸性氧化硫硫杆菌(Acidithiobacillus thiooxidans)对尾矿中的重金属进行生物淋滤,对其淋滤过程中的相关条件进行研究,期望提供一种可选方法用于重金属尾矿处理以及污染土壤的修复。 淋滤菌种的选择以及对应情况下能源物质的浓度是影响生物淋滤效率的重要因素。在其他培养条件相同的情况下,本文通过选取合适的淋滤菌种,确定对应的能源物质浓度就土样的固体浓度,从而有效的减少反应时间和费用,并且取得良好的淋滤效果。 通过实验研究发现,分离出的土著氧化硫硫杆菌以及氧化亚铁硫杆菌具有较高的生物利用价值。根据重金属的种类选择适当的菌种可以取得更好的淋滤效果并有效地改变重金属形态以及降低污染物中的重金属浓度:氧化硫硫杆菌对Cu的去除效果最佳,达到88.75%;氧化亚铁硫杆菌对Zn的去除能力更强,达到98.12%。土著微生物淋滤多种重金属能力具有如下顺序:氧化亚铁硫杆菌氧化亚铁硫杆菌与氧化硫硫杆菌混合物氧化硫硫杆菌。 通过进一步研究多种土著微生物淋滤过程中不同能源物质的的相互作用及影响我们发现,当混合菌种对尾矿进行生物淋滤时,土著氧化亚铁硫杆菌及氧化硫硫杆菌会相互产生抑制作用:当底物中硫的含量对淋滤过程起决定作用时,随着底物硫含量的增加,铜的淋滤效果呈现先下降后上升的趋势,当底物硫含量为3%时取得最好的去除率达到83.79%;锌的淋滤效果呈现逐渐下降趋势,锌的去除率达到82.52%,此时底物硫含量为0;当底物中亚铁离子的含量对淋滤过程起决定作用时,对金属铜而言,随着底物亚铁离子含量的增加,铜的淋滤效果达到一定的值后基本保持稳定,此时亚铁离子的关键含量为0.5%;锌的淋滤效果呈现逐渐上升趋势,底物亚铁离子含量为3%时,锌的去除率最高。

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