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嗜酸氧化亚铁硫杆菌的培养特性和浸磷效果

作　者: 陈伟
导　师: 龚文琪
学　校: 武汉理工大学
专　业: 环境工程
关键词: 嗜酸氧化亚铁硫杆菌分离纯化固体培养基磷矿分解细菌浸出浸磷率
分类号: TD97
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

自从硫杆菌被人类发现了以后，出现了很多对相关菌种的描述。对嗜酸氧化亚铁硫杆菌——硫杆菌属中主要用于生物浸矿的细菌之一，也有很多报道。本文主要是通过实验对从安徽某煤矿的酸性矿坑水中采集的嗜酸氧化亚铁硫杆菌进行分离纯化以及浸磷的初步研究。富集培养实验结果表明，在培养温度为30℃，初始pH值为3.08，接种量为10％，选用9K培养基时，对At．f菌生长培养最为有利；在分离纯化实验中，采用稀释涂布平板法来分离纯化该菌，通过改变固体培养基的成分，用平板出现菌落的天数以及菌落数目的稀疏程度评价实验成果。从而得出了影响因素：（1）培养基酸度较高，易导致凝固剂被酸降解，使细菌不能稳定固着生长，不能形成紧密的菌落，是抑制菌落产生的根本原因。调节培养基成分，可以很大程度上克服这一状况。当培养基中亚铁离子浓度为4.5g／L时嗜酸氧化亚铁硫杆菌有较好的菌落分离效果。（2）琼脂经高温灭菌后产生较高浓度的对化能自养菌有毒的水溶性有机物也可能是影响单层平板检出率的重要原因，而双层平板下层的异养菌因能消耗上层的水溶性有机物从而可大幅度提高硫杆菌的检出效率。实验证明，采用双层平板——底层为涂布异养菌（红酵母菌）的琼脂平板，上层为涂布嗜酸氧化亚铁硫杆菌的9K固体培养基平板，有利于At．f菌菌落的生成。经过细菌鉴定实验，可初步判断从矿坑水中直接分离而得的目的菌株为嗜酸氧化亚铁硫杆菌。在浸磷实验中，考虑了多种因素对At．f菌浸出低品位磷矿的影响，通过对浸出液的pH值、菌浓度以及浸磷率评价该效果。得出实验结论为：采用缺磷9K培养基，初始[Fe²⁺]为9g／L，黄铁矿为外加能源物质，经过30天的浸矿反应，最高浸磷率能达到44.16％；加入0.1mL的1％吐温80，可将浸磷率提高到48.01％。最后对At．f菌分解磷矿机理进行了初步探讨，认为细菌浸出磷矿的机理是细菌的直接和间接作用共存的复合作用。浸磷效果的两个重要影响因素为浸出液的酸度和细菌的生物量。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-6
目录  6-8
第1章绪论  8-16
  1.1 我国磷矿资源分布及特点  8-9
  1.2 微生物浸出磷矿的国内外研究现状  9-11
    1.2.1 异养菌溶磷  9-10
    1.2.2 自养菌溶磷  10-11
  1.3 浸矿细菌硫杆菌属  11-12
  1.4 嗜酸氧化亚铁硫杆菌细菌学描述  12-14
  1.5 本课题提出的背景及意义  14
  1.6 本课题的研究目标及研究内容  14-16
    1.6.1 研究目标  14-15
    1.6.2 研究内容  15-16
第2章实验材料、设备和方法  16-31
  2.1 实验材料和设备  16-20
    2.1.1 菌种  16
    2.1.2 培养基  16-17
    2.1.3 浸出用磷矿矿石  17-18
    2.1.4 实验药剂  18-20
    2.1.5 实验仪器设备  20
  2.2 实验方法  20-26
    2.2.1 菌种的采集  20-21
    2.2.2 菌种的富集培养  21-22
    2.2.3 菌种的分离纯化  22
    2.2.4 细菌生长特性曲线  22
    2.2.5 固体培养基的制作方法  22-24
    2.2.6 菌种鉴定方法  24-25
    2.2.7 摇瓶浸出实验  25-26
  2.3 分析方法  26-31
    2.3.1 pH测定  26
    2.3.2 细菌计数方法  26-27
    2.3.3 亚铁滴定测定法  27-28
    2.3.4 X-射线分析方法  28
    2.3.5 琼脂粉中水溶性有机物含量测定方法  28
    2.3.6 浸出液中总磷浓度的测定  28-31
第3章细菌的分离与培养  31-51
  3.1 细菌的形态特征  31-33
  3.2 细菌的培养特性  33-38
    3.2.1 细菌生长曲线  34-36
    3.2.2 嗜酸氧化亚铁硫杆菌对Fe~(2+)的氧化行为  36-38
  3.3 细菌培养条件的研究  38-42
    3.3.1 初始pH对细菌生长的影响  39-40
    3.3.2 温度对细菌生长的影响  40-41
    3.3.3 接种量对细菌生长的影响  41-42
    3.3.4 培养基对细菌生长的影响  42
  3.4 固体培养基的研究  42-49
    3.4.1 浸矿自养菌固体培养基的种类与特性  43-44
    3.4.2 浸矿细菌固体培养难点  44-45
    3.4.3 固体培养研究的进展  45-46
    3.4.4 嗜酸氧化亚铁硫杆菌固体培养的研究  46-49
  3.5 菌种的保藏  49-50
  3.6 本章小结  50-51
第4章细菌浸出低品位复杂磷矿实验研究  51-69
  4.1 稀硫酸分解磷矿实验  51-53
  4.2 不同培养基条件下磷矿粉和磷酸钙浸出对比实验  53-55
  4.3 含磷和缺磷9K培养基浸矿对比实验  55-57
  4.4 不同外加能源物质浸矿对比实验  57-60
  4.5 培养基中不同初始亚铁离子浓度浸矿对比实验  60-62
  4.6 不同矿浆初始pH值浸矿对比实验  62-65
  4.7 添加表面活性剂浸矿对比实验  65-67
  4.8 本章小结  67-69
第5章细菌与磷矿作用机理分析  69-75
  5.1 黄铁矿氧化机理  69-72
    5.1.1 细菌直接作用理论  69-71
    5.1.2 细菌间接作用理论  71
    5.1.3 复合作用理论  71-72
  5.2 S~o的细菌氧化机理  72-73
  5.3 细菌分解磷矿机理探讨  73-75
第6章结论与展望  75-78
  6.1 结论  75-76
  6.2 展望  76-78
参考文献  78-82
致谢  82-83
附录:攻读硕士学位期间发表的论文  83

嗜酸氧化亚铁硫杆菌的培养特性和浸磷效果

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