基于pH刺激的浸矿微生物群落结构及种群动态研究

发布时间：2022-02-20 23:40

　　pH是生物冶金中一类较为重要的参数,它影响着微生物的生长、活性、群落结构及中间产物的生成等。尤其在工业生产应用中,降雨和持续干旱是很难控制的自然因素,对浸矿体系pH产生较大的影响。本文采用中度嗜热微生物,研究不同pH对黄铜矿生物浸出的影响,结合生态学方法和矿物学手段,探索pH刺激对生物浸出过程中微生物群落结构、种群动态的影响,阐明浸矿微生物协同作用机制及生态规律,为浸矿微生物种群的动态调控提供理论依据。本文所用中度嗜热微生物是从多个地区酸性矿坑水富集而来,经反复多次驯化,黄铜矿可以取得较好的生物浸出效果。采用DGGE技术对该富集物的微生物组成进行分析,结果表明中度嗜热富集物主要由A.caldus, L. ferriphilum, S. thermosulfidooxidans和古菌F.thermophilum四种菌组成。在初始pH1.0,2.0和3.0浸出条件下,黄铜矿在22天的浸出率分别为84.6%（18.41g/L）、88.2%（19.2g/L）和77.5%（16.87g/L）,在初始pH2.0取得相对较好的浸出效果；初始pH仍采用2.0,当浸矿微生物进入对数生长后期时分别调整过程... 

【文章来源】：中南大学湖南省211工程院校985工程院校教育部直属院校

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 黄铜矿的生物浸出机理
        1.1.1 直接浸出机理
        1.1.2 间接浸出机理
        1.1.3 直接接触和间接接触作用
    1.2 浸矿微生物之间的协同作用
        1.2.1 浸矿微生物的协同作用类型
    1.3 pH对硫化矿生物浸出的影响
    1.4 浸矿微生物群落结构研究及协同作用分析方法
    1.5 本文的研究目的和意义
    1.6 研究主要内容
    1.7 论文课题来源及资助情况
2 中度嗜热浸矿微生物富集、驯化
    2.1 材料与方法
        2.1.1 浸矿菌种采集
        2.1.2 中度嗜热菌的富集和培养
        2.1.3 中度嗜热浸矿微生物黄铜矿驯化
    2.2 结果与讨论
        2.2.1 在驯化过程中,不同矿浆浓度下黄铜矿的生物浸出
        2.2.2 在驯化过程中,浸矿微生物群落结构变化情况
    2.3 本章小结
3 不同初始pH和过程pH刺激对黄铜矿的生物浸出的影响
    3.1 材料与方法
        3.1.1 黄铜矿精矿的矿样成分
        3.1.2 浸矿微生物驯化和生物浸出培养条件
        3.1.3 生物浸出过程中浸出参数的检测
        3.1.4 黄铜矿表面吸附微生物的分离
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 在不同初始、过程pH条件下黄铜矿生物浸出情况
        3.2.2 在不同pH条件下黄铜矿生物浸出过程中矿渣成分及含量分析
    3.3 本章小结
4 pH刺激对黄铜矿生物浸出过程中微生物群落结构的影响
    4.1 材料与方法
        4.1.1 基因组的提取和纯化
        4.1.2 提取的基因组的纯化
        4.1.3 16S rRNA基因片段扩增
        4.1.4 DGGE所需试剂及配制方法
        4.1.5 DGGE胶的制备
        4.1.6 电泳
        4.1.7 切胶回收和克隆测序
        4.1.8 采用Quantity One对DGGE带型进行分析
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 初始pH 1.0,2.0和3.0条件下浸矿微生物群落结构及种群动态变化
        4.2.2 过程pH 1.0和3.0条件下浸矿微生物群落结构及种群动态变化
        4.2.3 典范对应分析
    4.3 本章小结
5 pH刺激对生物浸出过程中游离微生物与吸附微生物种群动态的影响
    5.1 材料与方法
        5.1.1 浸矿微生物培养
        5.1.2 黄铜矿精矿
        5.1.3 游离、吸附微生物基因组的提取
        5.1.4 PCR引物设计与扩增
        5.1.5 采用Real-time PCR分析浸矿微生物种群动态变化
    5.2 结果与讨论
        5.2.1 实时定量PCR的溶解曲线和标准曲线
        5.2.2 在初始pH 1.0,2.0和3.0条件下,游离、吸附微生物种群动态变化
        5.2.3 在过程pH 1.0和3.0条件下,游离、吸附微生物种群动态变化
        5.2.4 典范对应分析(Canonical Correspondence Analysis,CCA)
    5.3 本章小结
6. 结论
参考文献
主要研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]功能基因芯片技术在生物冶金研究中的应用进展[J]. 曾伟民,周丹,石丽娟,周洪波,余润兰,邱冠周.  有色金属科学与工程. 2013(06)
[2]生物浸出过程中微生物协同作用机制的研究进展[J]. 余润兰,石丽娟,周丹,邱冠周,曾伟民.  中国有色金属学报. 2013(10)
[3]Autoheated thermophilic aerobic sludge digestion and metal bioleaching in a two-stage reactor system[J]. Rohan Jain,Ashish Pathak,T.R.Sreekrishnan,M.G.Dastidar.  Journal of Environmental Sciences. 2010(02)
[4]Single and cooperative bioleaching of sphalerite by two kinds of bacteria——Acidithiobacillus ferriooxidans and Acidithiobacillus thiooxidans[J]. 夏乐先,柳建设,肖利,曾嘉,李邦梅,耿梅梅,邱冠周.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2008(01)

博士论文
[1]黄铜矿生物浸出过程中钝化膜的形成机制及其消除方法探讨[D]. 曾伟民.中南大学 2011
[2]中高温菌组合浸出黄铜矿及细菌种群结构和演替规律研究[D]. 邹平.昆明理工大学 2008
[3]硫化矿物生物提取及腐蚀电化学研究[D]. 柳建设.中南大学 2002



本文编号：3636043