關鍵詞: 礦井衝擊水甲殼素 金屬切削 硫酸鹽還原菌高通量測序
摘要
本研究旨在瞭解硫酸鹽還原菌與甲殼質源關係的基礎，為礦山廢水生物處理系統的開發提供依據。煤礦廢水是一種極酸性的廢水，富含硫酸鹽和溶解的金屬離子，具有很高的汙染潛力。甲殼素被用作硫酸鹽還原菌的金屬離子吸附劑和生物刺激劑，其厭氧異化代謝將硫酸鹽還原為硫化物。微宇宙是在無氧的環境中用兩種不同來源的甲殼質建造的:商業甲殼質和蝦殼廢料，除甲殼質外，還含有碳酸鈣，一種除酸劑。結果表明，蝦殼對硫酸鹽離子( 99.75 % )、鐵離子( 99.04 % )、鋁離子( 98.47 % )和錳離子( 100 % )的去除效果最好。研究了沉積物對鐵離子的吸附動力學；觀察到偽二階行為。高通量測序分析揭示了當前細菌群落及其在處理 11 天和 30 天后微宇宙中的丰度:檢測到硫酸鹽還原菌，但不是大多數。因此，本研究旨在通過使用豐富且低成本的生物材料為可持續治療多發性骨髓瘤做出貢獻。
本文選擇甲殼素作為異化硫酸鹽還原的電子供體源。為了比較的目的，測試了兩種不同來源的甲殼質:不鏽鋼和商用甲殼質。初步研究表明，由於其 CaCO3 含量，SS 是一種比赤特[ 5 ]更好的 AMD 處理劑。
受地雷影響的水的收集和表徵
MIW 取自巴西南部南卡羅來納州石炭紀盆地的桑戈河。樣品收集在沒有頂部空間[ 28 的非無菌聚丙烯瓶中，在真空下使用 0.45 微米膜過濾，並在處理前後進行表徵。表 1 顯示了用於分析的方法。
MIW 的相關參數的特性如表 2 所示，並附有巴西和國際指南，用於根據法規將 MIW 與最大允許值進行比較。所分析的參數都不符合規範，表明河水質量差，不適於灌溉和非飲用水再利用，也不符合汙水再出租標準。
用吸附動力學研究了鐵離子在沉積物上的吸附，即偽一級、偽二級、顆粒內擴散和埃洛維奇模型。每個模型的線性化方程和物理化學含義見表 3。
本研究表明，在所研究的實驗條件下，CHIT 單獨作為金屬吸附劑或 SRB 生物刺激劑底物都不是合適的處理劑。實驗的酸鹼度低於 5 可能抑制了硫酸鹽還原菌的發育，從而抑制了硫酸鹽還原菌的清除。另一方面，先前的實驗室研究[ 5 ]表明，CHIT 可以在酸性介質和空氣中從相同的 MIW 中去除金屬離子，其中去除強烈依賴於攪拌。在目前的實驗中，燒瓶每天搖動一次。硫酸鹽還原菌的馴化和還原環境阻止了Fe2+的氧化，表明 Fe3+比 Fe2+更容易被 CHIT 吸附或以氫氧化物形式沉澱。相比之下，碳酸鈣在不鏽鋼中的存在緩衝了酸鹼度，使硫酸鹽還原菌得以發育。這導致硫酸鹽的去除，並強烈建議金屬作為硫化物通過沉澱去除。
結論
蝦殼是一種低成本的殘渣，被證明是去除硫酸鹽、鐵、鋁和錳離子的適當甲殼質來源。在所研究的條件下，SS 是一種適當的硫酸鹽還原菌生物刺激底物和電子供體，通過硫化物的形成實現非常高的硫酸鹽去除，並允許通過金屬硫化物的沉澱去除金屬離子。不鏽鋼中的碳酸鹽導致酸鹼度增加到中性，這對於微生物的發展是足夠的。此外，不鏽鋼是一種豐富和低成本的廢料，由於在冊種姓國家的漁業加工，這種廢料可以大量獲得。微波處理方法增加了殘留物的價值，其不受控制的處理通常會產生環境問題，從而提供了工藝的可持續性。-在所測試的條件下，與甲殼素文獻中建立的條件相反，CHIT 論文不足以完全開發和建立硫酸鹽還原菌，因此也不足以實現充分的微波處理，證明了酸鹼度對於硫酸鹽還原菌的開發和硫酸鹽及金屬離子的去除的重要性。Fe2 +被沉積物吸附；該過程遵循偽二級動力學。-雖然檢測到硫酸鹽還原菌(脫硫)，但它不是最豐富的細菌。檸檬酸桿菌和發酵梭菌分別在對數生長期的開始和結束時最豐富。這兩種細菌都在文獻中得到認可:檸檬酸桿菌減少硫酸鹽，並且有證據表明梭菌是硫酸鹽還原菌。因此，這兩種細菌似乎都是硫酸鹽厭氧降解的關鍵因素。硫酸鹽還原菌和發酵菌之間可能存在協同關係。此外，檢測到的產生幾丁質酶的細菌(檸檬酸桿菌、梭狀芽孢桿菌、沙雷氏菌、克雷伯氏菌和腸桿菌)佔大多數，這表明在降解幾丁質方面的合作以及因此在硫酸鹽還原菌和發酵(或幾丁質降解)細菌之間的協同相互作用。因此，揭示不同的微生物群落將為這項工作中發現的屬之間的關係提供新的見解。為了驗證硫酸鹽還原活性的發生，正在實施其他策略，改變條件，如不添加沉積物、先前去除溶液中的金屬以及檢查與甲殼素(不適合硫酸鹽還原菌)的基質所確定的不同的其他因素。
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