Воздействие периодического ультразвукового облучения на окисление серы смешанной культурой ацидофильных хемолитотрофных микроорганизмов

Во всем мире наблюдается истощение запасов богатой и легкообогатимой руды. По этой причине большое внимание начинает уделяется технологии бактериальнохимического выщелачивания (БХВ), которая применима для переработки низкосортного минерального сырья: отвальных «хвостов», упорных руд с низком содержанием ценных компонентов. Данная технология имеет существенный недостаток, заключающийся в неспособности микроорганизмов создавать агрессивные условия для эффективного разложения минеральных комплексов, что негативно сказывается на продолжительности процессов. В работе представлены результаты эксперимента, цель которого заключалась в исследовании влияния периодического ультразвукового облучения различной длительности на процесс окисления серы и изменение количества свободноплавающих ацидофильных хемолитотрфоных микроорганизмов, которые используются в технологии БХВ. Ультразвуковое воздействие, в зависимости от длительности облучения культуры микроорганизмов в среде, способствовало изменению таких параметров, как численность микроорганизмов и pH среды. В ходе эксперимента количество активных планктонных форм бактерий увеличивалось в различной степени по сравнению с контрольным, в зависимости от продолжительности и режима облучения. Влияние облучения на процесс окисления серы было отмечено во всех экспериментальных группах и достигало максимального значения к концу эксперимента.

Киореску А. В. Воздействие периодического ультразвукового облучения на окисление серы смешанной культурой ацидофильных хемолитотрофных микроорганизмов // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2020. – № 12. – С. 25–32. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-12-0-25-32.

Киореску Александр Вадимович — младший научный сотрудник, Научно-исследовательский геотехнологический центр Дальневосточного отделения РАН, e-mail: kioresku88@gmail.com.

1. Киореску А. В. Интенсификация бактериально-химического выщелачивания никеля, меди и кобальта из сульфидной руды с применением микроволнового излучения // Записки Горного института. — 2019. — Т. 239. — С. 528—535. DOI: 10.31897/PMI.2019.5.528.

2. Ghorbani Y., Franzidis J. P., Petersen J. Heap leaching technology — current state, innovations, and future directions: a review // Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review. 2016. Vol. 37. No 2. Pp. 73—119. DOI: 10.1080/08827508.2015.1115990.

3. Shiers D. W., Collinson D. M., Watling H. R. Life in heaps: a review of microbial responses to variable acidity in sulfide mineral bioleaching heaps for metal extraction // Research in Microbiology. 2016. Vol. 167. No 7. Pp. 576—586. DOI: 10.1016/j.resmic.2016.05.007.

4. Emerson D. The role of iron-oxidizing bacteria in biocorrosion: a review // Biofouling. 2018. Vol. 34. No 9. Pp. 989—1000. DOI: 10.1080/08927014.2018.1526281.

5. Glombitza F., Kermer R., Reichel S. Application potentials of geobiotechnology in mining, mineral processing, and metal recycling. 2019. DOI: 10.1002/ese3.542.

6. Хайнасова Т. С. Факторы, влияющие на бактериально-химические процессы переработки сульфидных руд // Записки Горного института. — 2019. — Т. 235. — С. 47—54. DOI: 10.31897/PMI.2019.1.47.

7. Хайнасова Т. С., Левенец О. О. Бактериально-химическое выщелачивание как экологически безопасный способ переработки сульфидной кобальт-медно-никелевой руды // Разведка и охрана недр. — 2015. — № 1. — С. 49—54.

8. Каравайко Г. И., Кузнецов С. И., Голомзик А. И. Роль микроорганизмов в выщелачивании металлов из руд. — М.: Наука, 1972. — 248 с.

9. Dunbar W. S. Biotechnology and the mine of tomorrow // Trends in Biotechnology. 2017. Vol. 35. No 1. Pp. 79—89. DOI: 10.1016/j.tibtech.2016.07.004.

10. Takeuchi T. L., Suzuki I. Cell hydrophobicity and sulfur adhesion of thiobacillus thiooxidans // Applied and Environmental Microbiology. 1997. Vol. 63. No 5. Pp. 2058—2061.

11. Knickerbocker C., Nordstrom D. K., Southam G. The role of «blebbing» in overcoming the hydrophobic barrier during biooxidation of elemental sulfur by Thiobacillus thiooxidans // Chemical Geology. 2000. Vol. 169. No 3—4. Pp. 425—433. DOI: 10.1016/S00092541(00)00221-7.

12. Rojas-Chapana J. A., Giersig M., Tributsch H. The path of sulfur during the bio-oxidation of pyrite by Thiobacillus ferrooxidans // Fuel. 1996. Vol. 75. No 8. Pp. 923—930. DOI: 10.1016/0016-2361(96)00057-9.

13. Акопян В. Б., Ершов Ю. А. Основы взаимодействия ультразвука с биологическими объектами. — М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005. — 224 c.

14. Закиров Р. К., Пронина Е. В., Ахмадуллина Ф. Ю., Победимский Д. Г. Обогащение среды рост стимулирующими веществами при ультразвуковой обработке промышленных илов // Вестник Технологического университета. — 2009. — № 5. — С. 319—326.

15. Vyas S., Ting Y. P. Effect of ultrasound on bioleaching of hydrodesulphurization spent catalyst // Environmental Technology & Innovation. 2019. Vol. 14. Article 100310. DOI: 10.1016/j.eti.2019.01.004.

16. Wang H., Mustaffar A., Phan A., Zivkovic V., Reay D., Law R., Boodhoo K. A review of process intensification applied to solids handling // Chemical Engineering and Processing: Process Intensification. 2017. Vol. 118. Pp. 78—107. DOI: 10.1016/j.cep.2017.04.007.

17. Мусихин В. О., Киореску А. В. Сочетанное воздействие СВЧ-излучения и ультразвука на смешанную культуру хемолитотрофных аборигенных микроорганизмов Камчатской никеленосной провинции // Вестник ДВО РАН. — 2018. — № 6. — С. 159—165. DOI: 10.25808/08697698.2018.202.6.018.

18. Рогатых С. В., Докшукина А. А., Левенец О. О., Мурадов С. В., Кофиади И. А. Оценка качественного и количественного состава сообществ культивируемых ацидофильных микроорганизмов методами ПЦР-РВ и анализа библиотеки клонов // Микробиология. — 2013. — Т. 82. — № 2. — С. 212—212. DOI: 10.7868/S0026365613010138.