溶鐵細(xì)菌生物學(xué)特性及其溶鐵效果的研究.pdf

1、石英砂和鉀長(zhǎng)石是重要的非金屬礦物原料，廣泛用于玻璃、鑄造、陶瓷及耐火材料、冶金、建筑、化工、磨料等工業(yè)。近年來，隨著彩色玻殼和超高壓電瓷工業(yè)的發(fā)展，以及日用陶瓷的日益高檔化，對(duì)高純低鐵鉀長(zhǎng)石的需求量不斷增加，石英砂和鉀長(zhǎng)石的選礦除鐵工藝受到企業(yè)的高度重視，具有廣泛的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。本文研究了實(shí)驗(yàn)室保存的3株礦物風(fēng)化細(xì)菌在實(shí)驗(yàn)室搖瓶條件下去除石英砂和鉀長(zhǎng)石中雜質(zhì)鐵的效果，并進(jìn)一步比較了不同營養(yǎng)對(duì)菌株溶鐵效果的影響，以期為優(yōu)化生物除鐵工藝提供理論

2、和試驗(yàn)依據(jù)。
　　對(duì)具有礦物風(fēng)化效果的菌株Burkholderia sp.D110、Chitinophaga sp.JN246和Panteno sp.X84的生物學(xué)特性進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果表明，菌株D110和X84的適宜生長(zhǎng)溫度為4-42℃，菌株JN246的適宜生長(zhǎng)溫度為15-42℃;菌株D110和JN246的適宜生長(zhǎng)初始pH值為5.0-9.5，菌株X84的適宜生長(zhǎng)初始pH值為5.0-9.0;菌株D110和X84的適宜生長(zhǎng)鹽濃度(NaC

3、l％)為0-6.0％，菌株JN246的適宜生長(zhǎng)鹽濃度(NaCl％)為0-3.5％;3株菌均具有產(chǎn)鐵載體能力，其中菌株X84產(chǎn)鐵載體能力最強(qiáng)。
　　以貧營養(yǎng)培養(yǎng)基(BHm)為供試培養(yǎng)基，分別比較研究了3株細(xì)菌搖瓶條件下溶解石英砂和鉀長(zhǎng)石中雜質(zhì)Fe的效果。結(jié)果表明，石英砂溶鐵過程中，菌株JN246生長(zhǎng)最旺盛，發(fā)酵液OD600(0.32)值于第3d達(dá)到最大;菌株X84溶出雜質(zhì)Fe效果最好，于第15d發(fā)酵液中可溶性Fe濃度達(dá)14.2±1.

4、7μmol·L-1，比不接菌對(duì)照增加5.4倍。
　　鉀長(zhǎng)石溶鐵過程中，菌株JN246生長(zhǎng)最旺盛，發(fā)酵液OD600(0.34)值于第20 d達(dá)到最大。菌株X84溶出雜質(zhì)Fe效果最好，于第20 d發(fā)酵液中可溶性Fe濃度達(dá)32.8±1.3μmol·L-1，比不接菌對(duì)照增加18倍，其次為菌株JN246，其發(fā)酵液可溶性Fe濃度比不接菌對(duì)照增加10倍。
　　對(duì)一株可能的具有生物溶鐵功能的新種JN246進(jìn)行生理生化和分子遺傳學(xué)鑒定，發(fā)現(xiàn)該

5、菌株與同屬的Chitinophaga eiseniae YC6729T、Chitinophaga terrae KP01T和Chitinophaga Jiangningensis JN53T的16S rRNA基因序列同源相似性最高，分別為98.5％、96.8％和96.3％;該菌株呼吸醌為MK-7，多胺類型為聚亞精胺，其脂肪酸組分主要包括iso-C15∶0(45.2％)、C16∶0(10.1％)、C16∶1ω5c(21.2％)、Summe

6、d feature2（包括C16∶1ω7c或C16∶1ω6c）(11.98％)，極性脂組分主要為磷脂酰乙醇胺以及未知氨基脂和未知脂類;其DNA的G+C摩爾百分含量為48.8％，與C.eiseniae YC6729T、C.terraeKP01T和C.Jiangningensis JN53T的DNA堿基序列同源性分別為42.43％、31.7％和22.6％，根據(jù)以上結(jié)果，提議菌株JN246為Chitinophaga屬的一個(gè)新種，將其命名為Ch

7、itinophaga qingshengii sp.nov.JN246T。
　　搖瓶條件下比較研究了具有溶鐵功能的菌株JN246在不同營養(yǎng)條件下（改良的BHm液體培養(yǎng)基和限鉀的SSKM液體培養(yǎng)基）溶解石英砂和鉀長(zhǎng)石中雜質(zhì)Fe的效果。結(jié)果表明，在石英砂除雜過程中，菌株JN246在SSKM培養(yǎng)基中生長(zhǎng)旺盛;JN246在SSKM培養(yǎng)基中溶鐵效果更好，發(fā)酵液中可溶性Fe濃度于第20 d達(dá)到16.9±1μmol·L-1，比不接菌對(duì)照增加7倍