生物淋滤法去除污泥中的重金属

本研究从剩余活性污泥中分离得到两株土著硫杆菌。对两株菌进行了分类鉴定。确立二者分别为嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans, A. f)和嗜酸性氧化硫硫杆菌(Acidithiobacillus thiooxidans, A. t)。将二者的单菌和混合菌分别接种于剩余活性污泥中, 进行了为期9 d的生物淋滤, 对淋滤过程中的pH变化、氧化还原电位(ORP)以及重金属含量进行了检测。结果表明, 生物淋滤9 d混合菌对于As、Cr、Cu、Ni和Zn的去除效果最好; 去除率分别达到了96.09%、93.47%、98.32%、97.88%和98.60%。对于Cd和Pb混合菌生物淋滤的去除率在第6天之后迅速下降, 但是A. t单菌淋滤保持较高的去除率。     

嗜酸氧化亚铁硫杆菌基因组学研究进展

嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidan,A.ferrooxidans)广泛存在于酸性矿物废水中,与生物冶金和环境净化紧密相关。不同来源嗜酸氧化亚铁硫杆菌全基因组的测序,为我们利用比较基因组学和功能基因组学的方法去洞察嗜酸氧化亚铁硫杆菌功能基因,提供了坚实的研究基础和丰富的科研信息。简述了嗜酸氧化亚铁硫杆菌基因组学的基本特征;从比较基因组学和功能基因组学发现了嗜酸氧化亚铁硫杆菌菌株基因组水平的差异;通过生物信息学概述了该菌的铁和硫代谢机制,并从细菌的功能基因组学对其在生物冶金与环境治理等应用进行了展望。     

微生物接种密度和矿物收集时间对生物沥浸中次生铁矿物形成的影响

在嗜酸性氧化亚铁硫杆菌Acidithiobacillus ferrooxidans作用下, 污泥生物沥浸体系中常会有次生铁矿物形成, 这些矿物对污泥脱水和重金属溶出有重要影响。在FeSO4-K2SO4-H2O生物成矾临界点模拟生物沥浸过程, 考察了Acidithiobacillus ferrooxidans菌接种密度和矿物收集时间对次生铁矿物的影响。结果表明, 微生物接种密度和矿物收集时间对生物沥浸过程中次生铁矿物的重量及其类型均有一定影响, 随矿物收集时间的推迟, 溶液中含有的一价阳离子(如K+等)可导致施氏矿物向黄铁矾发生转变, 并成为影响铁矿物类型的主导因素。     

生物淋滤技术在去除污泥中重金属的应用

利用微生物方法去除污泥中重金属（生物淋滤法）具有成本低,去除效率高,脱毒后污泥脱水性能好等优点,近年来在国际上备受关注,生物淋滤法采用的主要细菌为氧化亚铁硫杆菌（Thiobacillus ferrooxidans)和氧化硫硫杆菌（Thiobacillus thiooxidans),在其作用下,污泥中以难溶性金属硫化物被氧化成金属硫酸盐而溶出,通过固液分离即可达到去除重金属的目的,污泥的生物淋滤效果受温度、O2和CO2浓度,起始pH、污泥种类与浓度、底物种类与浓度、抑制因子、Fe^3 浓度等的影响,较为详细地介绍了生物淋滤法的作用机理及高效去除污泥中重金属的操作程序,并对其在环境污染治理方面的应用前景作了分析。     

氧化亚铁硫杆菌亚铁氧化活性与其对低品位铜矿浸矿速率关系的研究

氧化亚铁硫杆菌是一个具有很强生物浸矿能力的细菌,本文对3株分离得到的氧化亚铁硫杆菌及一株来自菌种中心(Acidithiobacillus ferrooxidans A．f)的铁氧化活性及其这些菌株对低品位黄铜矿浸出速率进行了研究。结果显示,在所有的4株A．f菌中,菌株CMS—F1和F10—ATCCC23270的铁氧化活性较高,其对黄铜矿生物浸出速率也高。进一步分析亚铁氧化活性对生物浸矿效率的影响时发现,在A．f菌中,氧化活性高的菌株,其对低品位黄铜矿的生物浸出效果也高。     

浸矿细菌的遗传工程

硫杆菌属(Thiobacillus)的一些种,氧化硫硫杆菌(T.thiooxidans)和氧化亚铁硫杆菌(T.ferrooxidans),广泛分布于硫化矿床的酸性矿水中,最适生长pH为2.0—2.5,是一类革兰氏阴性专性自养细菌。这类细菌广泛应用于有用金属的浸出,特别适合于从低品位的     

剩余活性污泥完全资源化利用微生物集成技术

剩余活性污泥完全资源化利用微生物集成技术包括: 使用土著PHA合成菌回注法驯化并发酵活性污泥, 生产生物降解材料聚羟基脂肪酸酯(PHA); 采用土著嗜酸性氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌进行生物淋滤, 去除重金属; 以解磷菌和解钾菌为菌种, 进行固态发酵, 生产生物菌肥。结果表明, 500 L中试PHA占挥发性悬浮固体的20%以上; 重金属含量达到国家排放要求; 生物菌肥中活菌数大于1×108 个/g以上。实现了剩余活性污泥的近零排放。     

铜蓝精矿的生物浸出

采用两种嗜酸硫杆菌(嗜酸氧化亚铁硫杆菌和喜温硫杆菌)对铜蓝进行生物浸出,实验在有或没有4 g/L硫酸亚铁pH 2．0、150转/分、35℃的三角瓶中进行。实验结果表明:用两种菌混合浸出的铜几乎等于嗜酸氧化亚铁硫杆菌单独浸出的铜;另外,亚铁的加入能提高铜的浸出。     

用于盐碱土壤处理的氧化硫硫杆菌的选育及鉴定

目的:基于氧化硫硫杆菌能够氧化硫产生硫酸的特性,在盐碱土壤治理与改良方面有良好的应用前景.方法:筛选出氧化硫硫杆菌,其代表菌株TT03是细小杆状细菌,依据依据<伯杰氏细菌鉴定手册>第八版中分类,结合16S rDNA序列测定结果.结果:鉴定为嗜酸性氧化硫硫杆菌A.T(Acidithiobacillus thiooxidans).     

氧化亚铁硫杆菌的分离及其培养条件优化

目的:获得可应用于烟气脱硫的菌株,并对其培养条件进行优化.方法:从化工厂取土样分离氧化亚铁硫杆菌,分析分离菌株的形态学特征、培养特征及16S rDNA序列,确定菌株的分类地位.通过单因子实验,对培养基中主要成分硫酸亚铁和硫酸铵的浓度进行优化.利用SAS软件中的Box-Behnken法设计实验,通过响应面分析对初始pH、温度、接种量、装液量4个因素进行优化.结果:获得菌株N16,经鉴定为嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans).确定FeSO_4·7H_2O和(NH_4)_2SO_4的最适添加量分别为60/L和1g/L.确定菌株最适培养条件为:初始pH 1.8,温度28℃,转速150r/min,接种量15%,装液量30mL.在最适培养墓及培养条件下,菌株N16的亚铁氧化率可达99.78%.结论:分离得到的菌株适合于微生物法烟气脱硫的应用.     

Inter- and intraspecific genomic variability of the 16S-23S intergenic spacer regions (ISR) in representatives of Acidithiobacillus thiooxidans and Acidithiobacillus ferrooxidans

The complete sequences of 32 intergenic spacer regions (ISR) from Acidithiobacillus strains, including 29 field strains isolated from coal, copper, molybdenum mine wastes or sediment of different geoclimatic regions in China, reference strain ATCC19859 and the type strains of the two species were determined. These data, together with other sequences available in the GenBank database, were used to carry out the first detailed assessment of the inter- and intraspecific genomic variability of the ISR sequences and to infer phylogenetic relationships within the genus. The total length of the 16S-23S rRNA intergenic spacer regions of the Acidithiobacillus thiooxidans and Acidithiobacillus ferrooxidans strains ranged from 451 to 490 bp, and from 434 to 456 bp, respectively. The degree of intrageneric ISR sequence similarity was higher than the degree of intergeneric similarity, and the overall similarity values of the ISRs varied from 60.49% to 84.71% between representatives of different species of the genus Acidithiobacillus. Sequences from the spacer of the A. thiooxidans and A. ferrooxidans strains ranged from 86.71% to 99.56% and 92.36% to 100% similarity, respectively. All Acidithiobacillus strains were separated into three phylogenetic major clusters and seven phylogenetic groups. ISR may be a potential target for the development of in situ hybridization probe aimed at accurately detecting acidithiobacilli in the various acidic environments.     

Sulfur Species Investigation in Extra- and Intracellular Sulfur Globules of Acidithiobacillus ferrooxidans and Acidithiobacillus caldus

The sulfur chemical speciation in extracellular and intracellular sulfur globules of Acidithiobacillus ferrooxidans and Acidithiobacillus caldus were investigated with an integrated approach including scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, energy dispersive spectroscopy and sulfur K-edge X-ray absorption near edge structure spectroscopy (XANES). The results indicated that both strains can accumulate extracellular sulfur globules when grown on thiosulfate, and the major sulfur chemical speciation of which were S₈ for A. ferrooxidans and mixture of ring sulfur and polythionate for A. caldus, respectively. In contrast, A. ferrooxidans can accumulate both linear sulfur and S₈ internally when grown with sulfur powder and thiosulfate, whereas A. caldus did not accumulate intracellular sulfur globules. In addition, the fitted results of sulfur K-edge XANES spectra indicated that the reduced glutathione (containing thiols groups) were involved in sulfur bio-oxidation of both strains and the tetrathionate were the intermediate products during thiosulfate metabolism by two strains.     

Relationship among acidophilic bacteria from diverse environments as determined by randomly amplified polymorphic DNA analysis (RAPD)

Summary Random amplification of polymorphic DNA (RAPD), a PCR-based technique was applied to evaluate genomic diversity among three strains of Acidithiobacillus thiooxidans, five strains of Acidithiobacillus ferrooxidans and one acidophilic moderate thermophile strain, using 45 random primers of five different series. More than 2200 bands were observed, with an average of 45 bands per primer. Primer OPC-3 produced the maximum number of fragments whereas minimum numbers of fragments were produced with primer OPA-5. A dendrogram was generated using cluster analysis by the unweighted pair group method of arithmetic means (UPGMA). The dendrogram showed three groups with similarity ranging from 29 to 85%. The maximum similarity (85%) was observed between the strains T.t₁ and T.t₂ of Acidithiobacillus thiooxidans.     

固定化Acidithiobacillus ferrooxidans对Fe2+氧化及其生物反应器研究进展

Acidithiobacillus ferrooxidans 对Fe2+的生物氧化是一个非常重要的反应过程, 在生物浸矿、H2S等废气的脱硫、含重金属污泥和酸性矿坑废水的处理等领域有着重要的应用。近些年来,大量的研究主要集中A. ferrooxidans及其反应过程等方面,然而,A. ferrooxidans对Fe2+的催化氧化速率缓慢和稳定性欠佳等问题仍然限制了其商业应用。因此,对A. ferrooxidans的固定化及其生物反应器研究是该技术进一步发展的关键。本文评述了A. ferrooxidans最新应用、存在的问题和解决办法,重点比较了目前文献中报道的各种A. ferrooxidans固定材料、方法,并对目前采用的各种固定化A. ferrooxidans生物反应系统的效率和结构等方面进行了讨论和分析。     

嗜酸氧化亚铁硫杆菌ATP硫酸化酶的表达、纯化及性质鉴定

ATP硫酸化酶是一种催化ATP和SO42-反应生成腺嘌呤-5’-磷酸硫酸(APS)和焦磷酸盐(PPi)的酶,它是硫酸根同化反应第一步的关键酶。以嗜酸氧化亚铁硫杆菌(A.ferrooxidansATCC 23270)基因组为模板,用PCR扩增得到ATPS基因,并克隆到表达载体pLM1上。加入IPTG的诱导表达,用AKTA蛋白纯化仪的镍柱亲和层析纯化得到浓度和纯度都较高的ATPS蛋白。SDS-PAGE分析,证实其分子量大小为33 kD,并成功的测出了其活性,比活达3.0×103U/mg。     

嗜酸氧化亚铁硫杆菌生长动力学

在确定二价铁离子为A.f生长过程中惟一限制性底物条件下,通过考察初始亚铁离子浓度、初始pH值两种影响亚铁离子氧化代谢的主要因素来研究细菌的生长特性,得到以限制性底物亚铁离子浓度为表征的细菌生长曲线。利用基于Monod方程建立的细菌生长动力学方程模型,采用Matlab软件中的Gauss-Newton算法确定了在不同条件下细菌生长动力学参数,包括最大比生长速率μm、Monod常数K及Ro,推导出了不同条件下A.f对数期以底物Fe(Ⅱ)浓度为表征的生长动力学方程。     

雄黄的生物浸出

<正>雄黄(Realgar,As4S4)是一种含砷的硫化物,作为一种中药砷剂已有上千年的历史。近年来,雄黄治疗血液系统疾病、恶性淋巴系统疾病取得了明显的疗效,引起人们广泛的关注[1]。雄黄的传统制备方法包括酸提、煅烧、膜分离,以及机械研磨等[2-3],然而这些方法炮制的雄黄水溶性低、胃肠道吸收差、毒性高以及生物利用度低的缺点严重限制了它的临床应用[4]。生物浸出(Bioleaching)是一种从低品位矿物中提取金属     

大肠杆菌磷酸果糖激酶基因在极端嗜酸性氧化硫硫杆菌中的表达

构建了含大肠杆菌磷酸果糖激酶(EC 2.7.1.11)基因pfkA的重组质粒pSDK1,利用大肠杆菌pfk缺陷株筛选含目的基因的重组质粒,通过接合转移的方式将其导入氧化硫硫杆菌TtZ2中,接合转移频率达2.6×10-6。重组质粒在TtZ2中有较好的稳定性,在无选择压力条件下传代50次基本保持稳定(重组质粒保留68%以上)。酶活性测定、SDSPAGE及RTPCR结果表明,pfkA基因在氧化硫硫杆菌中得到表达,但其表达水平低于大肠杆菌。葡萄糖可促进含pSDK1的氧化硫硫杆菌TtZ2的生长,而对照菌株的生长则未受明显影响,说明重组菌可部分利用葡萄糖作为碳源生长。