嗜热古菌浸出黄铜矿的硫氧化活性与群落结构及硫形态关联性的研究.pdf

逸作者签名:叠蕴丝丝年上月上日学位论文版权使用授权书年￡月旦日原创性声明本人声明,所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了论文中特别加以标注和致谢有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文,的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名:日期:本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校允许学位论文被查阅和借阅;学校可以公布学位论文的全部或部分内容,可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》,并通过网络向社会公众提供信息服务。导师
摘要本论文选择具有不同硫氧化性能的嗜热古菌琈珹蚐饔糜诨仆蠊涛Q芯慷韵罂U了如下研究工作:首先对不同嗜热古菌浸出黄铜矿的表观硫氧化活性进行了研究,并且针对当前表观硫氧化活性表征所存在的缺陷,筛选与鉴定了硫氧化活性相关功能基因,提出和验证了表征嗜热古菌硫氧化活性的分子新方法,同时利用该新方法表征了不同嗜热古菌浸出黄铜矿过程中的群落结构和功能,并分析了它们的活性与黄铜矿浸出过程中的硫形态之间的关系,最后利用灰色关联理论对它们的关联性进行分析。具体研究内容及取得的结论如下:&及其混合菌浸出黄铜矿过程中的表观硫氧化活性,发现混合菌较单一菌更显著地促进并提高了金属离子的浸出率,即混合菌比单一菌具有更高的硫氧化活性。实验同时发现,当前表征复杂浸矿体系微生物硫氧化活性的方法很难准确反映其真实的硫氧化活性。ü齊畉筛选了能表征嗜热古菌硫氧化活性的相关功能基因,实验发现四株嗜热古菌在元素硫中生长比在硫酸亚铁中生长的基因表达量明显上调,它们在相同能源底物下彼此的基因表达量也存在明显的差异;实验首次得出四株嗜热古菌中同时存在有基因的结论。检测,四株嗜热古菌在两种不同温度条件下的基因表达差异不明显,因而推测基因可能为四株嗜热古菌中的组成型基因。实验通过对比分析发现,利用基因的表达差异来表征硫氧化活性,由于该方法不受限制因素的影响,因而更能客观地体现浸矿微生物的硫氧化活性。这种基于硫氧化功能基因的表达差异来分析和表征不同硫氧化菌的硫氧化活性的方法在浸矿微生物中还是首次提及。ü湫阅航德涞缬痉ê褪凳倍坷┰龇ǘ允热裙啪旌菌在浸出黄铜矿过程中的群落结构及功能变化与黄铜矿的浸出率之,甿
的氧化以一的攻击作用为主。浸出过程中,随着中间产物的不断累而在其它条件下均呈弱势生长;其次産表现出较好的适应性关键词嗜热古菌,硫氧化活性,群落结构,硫形态,黄铜矿间的关系进行了研究。实验结果表明,不同温度和初始值对浸矿微生物的群落结构、功能及其黄铜矿的浸出率有显著影响,其中温度的影响最大。在群落变化中,菌对环境变化的影响最敏感,它在初始、温度℃条件下,是浸出体系中的优势菌,和硫氧化活性,它在所试验的浸矿体系的群落结构中均表现为优势菌种。实验同时发现,黄铜矿的浸出率与由硫氧化相关的基因所表征的混合菌的功能变化存在正相关性。ü允热裙啪龌仆蠊讨械牧蛐翁治觯⒏莼铜矿在浸出过程中的特征,实验得出黄钾铁矾沉淀阻碍了生物浸出过程,而元素硫对黄铜矿的浸出并没有显著的影响。此外,由于铜蓝和辉铜矿的同时存在支持了前面提出的推测,即在生物浸出实验过程中,铜蓝可能源自于辉铜矿转化的结果,以及元素硫可能部分来自于铜蓝和辉铜矿。状我牖疑ü亓@砺郏杂跋焓热裙啪龌仆蠊讨的硫氧化活性、群落结构及硫形态等因素之间的关联性进行了分析。结果表明:嗜热古菌在温度℃,较高..条件下,黄铜矿的浸出主要以”的氧化作用为主,,黄铜矿积,黄铜矿的钝化效应愈发明显,同时这些影响又反渗透到浸出体系中微生物的生长和作用机制方面,尤其在较低温度浸出体系中,微生物的作用及其形成的中间产物对黄铜矿浸出率的关联度明显提高。其次,结果发现,浸出体系中混合菌浓度及其相应的与硫氧化相关的基因的表达量与黄铜矿浸出率的关联度在不同环境条件下的表现趋势基本一致,相应的单一菌对黄铜矿浸出率的关联度各不相同,这显示了浸矿过程是一个非常复杂的体系,期间的环境因素对微生物具有重要影响。最后,结果还发现,硫氧化功能基因的表达量比菌浓度对黄铜矿浸出率的关联度更高,它再次印证了硫氧化功能基因的表达量更能体现浸矿过程中微生物的硫氧化活性的结论。
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目录第一章文献综述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..黄铜矿生物作用机制⋯⋯⋯⋯浸矿微生物的种类