А. Т. Канаев роль микроорганизмов в окислительных процессах молибденового месторождения восточного коунрада



Дата15.07.2016
өлшемі56.37 Kb.

А.Т. КАНАЕВ
РОЛЬ МИКРООРГАНИЗМОВ В ОКИСЛИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССАХ МОЛИБДЕНОВОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ ВОСТОЧНОГО КОУНРАДА

(Казахский национальный университет имени аль-Фараби)

Изучен микробиоценоз руды и шахтных вод молибденового месторождения Восточного Коунрада, расположенного в центральной части Казахстана

Изучение экологии микроорганизмов в месторождениях полезных ископаемых и оценка интенсивности вызываемых ими процессов показывает, что в определенных условиях, особенно при разработке рудных тел, микробиологические процессы, протекающие с огромной скоростью, вызывают значительное выщелачивание металлов из руд. В основе этого лежат процессы вскрытия и перевода металлов в раствор, которые осуществляются либо бактериями, либо химическим окислением сульфидных минералов. В нашей республике имеется ряд месторождений, где целесообразно получение металлов способом бактериально-химического выщелачивания. При этом большое значение имеют изучения экологии микроорганизмов и влияние различных факторов на скорость биоокислений субстратов для создания биотехнологии извлечения цветных и благородных металлов из руд и продуктов их флотации /1/.

Казахстан является крупнейшей сырьевой базой цветной металлургии, поэтому изучение экологии микроорганизмов, осуществляющих окисление сульфидных минералов в экосистемах представляется весьма актуальным. В данной работе представлен материал о качественном и количественном составе микроорганизмов ряда молибденовых, медных и свинцово - цинковых месторождений Казахстана /2/.



Материалы и методы исследований
Методы выделения, учета и изучения микроорганизмов. В колбы Эрленмейра на 100 мл вносили 30 мл стерильной среды Сильвермана и Лундгрена 9К следующего состава (г/л): (NH4)2SO4 -2,0; К2НРО4-1,0; MgSO4-0,5; NaCI -0,2; FeSO4 -7Н2О -5,0; рН среды доводили до 2,0 с H2SO4. О развитии бактерий Thiobacillus ferrooxidans судили по появлению бурой окраски среды, вызванной образованием трехвалентного железа в бактериальном растворе.
Сульфатвосстанавливающие бактерии культивировали в пробирках, которые доверху заполняли средой Старки следующего состава (г/л): водопроводная вода- 650 мл; пептон -2,0; дрожжевой экстракт 2,0; К2НРО4-0,3; MgSO4-0,3; (NH4)2SO4-1,0; Fe(NH4)2SO4-0,15; Na2S3-0,6; лактат кальция- 3,0; аскорбиновая кислота- 0,15; рН 7,6 и закрывали стерильными резиновыми пробками так, чтобы под пробкой не оставалось пузырьков воздуха.

Накопительные культуры сульфатвосстанавливающих бактерий выделяли путем засева жидкой среды образцами воды. По почернению среды и появлению запаха сероводорода в процессе инкубации судили о росте этих бактерии. Для получения активной накопительной культуры делали ряд последовательных посевов на жидкие питательные среды 4-5 суточным посевным материалом. Посевной материал брали в количестве 2- 4% по объему. Температура инкубации - 28ОС.

Для выделения нитрифицирующих бактерий применяли среду Виноградского следующего состава (г/л): (NH4)2SO4-2,0; К2НРО4-1,0; MgSO4-0,5; NaCI- 2,0; FeSO4-0,4; дистиллированная вода- 100 мл; СаСО3, добавляли в небольшом количестве в каждую пробирку отдельно, рН 7,0. О росте культуры судили по помутнению среды и путем микроскопирования. Инкубировали в термостате при 28ОС.

Физико-химические методы исследования. Изучение качественного и количественного состава микрофлоры месторождения проводили путем высева соответствующих проб руды или растворов на питательные среды. Пробы воды и руды отбирали стерильно, в соответствии с имеющимися руководствами /3,4/; рН и температуру измеряли во время отбора проб. Микробиологические посевы и анализы отдельных компонентов осуществляли в лабораторных условиях. Количественный учет жизнеспособных клеток проводили методом предельных десятикратных разведений.



РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Восточно - коунрадское молибденовое месторождение расположено в 17 км от г.Балхаш Джезказганской области. Климат резко континентальный, годовая амплититуда температуры достигает 35оС, среднегодовая сумма осадков составляет 100-170 мм.

Зона оруденения приурочена к пластам сероцветных песчаников и конгломератов дельтовых фаций. Рудные тела представляют собой пластовые залежи вкрапленных руд с различным содержанием рудных минералов, от рассеянной до густой вкрапленности. Наиболее гипергенными минералами зоны окисления являются минералы: железа - лимонит, гетит, гематит, реже ярозит; меди - малахит, азурит, куприт, реже тенорит, брошантит, халькозин, ковеллин, хризаколл, молибдена - молибденсодержащие гидроокислы железа из лимонитизированной зоны, повеллит, ферримолибдит. Жильные гипергенные минералы представлены каолинитом, кальцитом, гипсом, гидрослюдой, халцедоном, кварцем. Характерная особенность месторождения - многоярусность, обусловленная наличием оруденения в пластах песчанников, чередующихся с безрудными породами.

Для месторождения Восточный Коунрад характерна слабая обводненность. В основном развиты воды трещинного типа, образующие несколько водоносных горизонтов в серых песчаниках. Формирование шахтных вод и их состава обусловлено рядом естественных (запасы подземных вод в пределах депрессионной воронки, атмосферные осадки, поток вод со стороны приподнятых структур и с глубоких горизонтов по трещинам, наличие легко выщелачивающихся соединений) и искусственных (оборот шахтных вод, растворы от мокрого бурения, пути интенсивность водообмена) факторов.

В первую очередь нами было проведено изучение окислительных процессов и микроорганизмов, их осуществляющих, в естественных условиях. С этой целью на ряде шахт месторождения Восточный Коунрад проводили микробиологические обследования руд, дренирующие их воды и воды трещинного типа, проходящие через руды и пустые породы, а также увлажненные руды, характерные для шахты Южный, горизонта 260 м и 280 м.


Определяли групповой состав микроорганизмов: тионовых, аммонифицирующих и сульфатредуцирующих бактерии. Для культивирования T.ferrooxidans применяли среду 9К Сильвермана и Лундгрена, для T.thiooxidans - среду Бейеринка, для T.denitrificans - cреду Баалсруда, для T.novellus - cреду Старки, для сульфатредуцирующих - среду Постгейта, для Nitrosomonas и Nitrobacter - среду Виноградского, для плесневых грибов - среду Чапека, для актиномицетов - среду КАА (крахмал аммиачный агар).

В молибденовом месторождении Восточный Коунрад воды в основном нейтральные или слабокислые. Как видно из табл.1, кислотолюбивые тионовые бактерии T.ferrooxidans, являющиеся главными окислителями сульфидов, слабо распространены в отобранных образцах вод и руд. Единичные клетки T.ferrooxidans (в расчете на 1г или 10 мл) обнаружены в трех пробах руды в кислых условиях (рН 4,8-5,1). Более благоприятными были условия для жизнедеятельности других тионовых бактерий. Чаще всего обнаруживались микроорганизмы, растущие на средах Бейеринка, Старки, Виноградского, Чапека. Однако эти бактерии обладают низкой способностью окислять сульфиды, и их геохимическая роль остается неясной.

В образцах руд и вод обнаружены сульфатредуцирующие бактерии в количестве 2,5Ч10 - 3,0Ч102 кл/мл или кл/г. Можно предположить, что сероводород, образованный бактериями из сульфатов за счет рассеянного в породах органического вещества, в момент выделения активно взаимодействует с ионами молибдена, образуя вторичные сульфиды.

Из таблицы также следует, что условия на месторождении весьма благоприятны для жизнедеятельности плесневых грибов, но не для актиномицетов. Геохимическая роль грибов и актиномицетов неизвестна. В связи с этим они не были идентифицированы.



Таблица 1.Количественный и качественный состав микробоценозов тионовых бактерий вод и породы шахты "Южный" Восточно Коунрадского молибденового месторождения


Таким образом, естественные окислительные процессы в молибденовом месторождении Восточный Коунрад слабо развиты. Это подтверждает незначительно низкое содержание бактерий T.ferrooxidans, способных окислять сульфиды, что свидетельствует о слабом развитии на месторождении естественных окислительных процессов сульфатредуцирующих бактерии, более или менее распространенных в водах данного месторождения в условиях благоприятной кислотности.



Таблица 2. Количественный и качественный состав микробиоценозов сопутствующих микроорганизмов вод и породы шахты "Южный" Восточно-Коунрадского молибденового месторождения



ЛИТЕРАТУРА
1. Дубинина Г.А. Изучение экологии железобактерий пресных водоемов.- Изв. АН СССР. Сер.биол., -1976, -N4, -С.575- 592.
2. Илялетдинов А.Н. Микробиологические превращения металлов // -1984. Алма - Ата. -Изд. : Наука. -267 с.
3. Романенко В.Н., Кузнецов С.Н. Экология микроорганизмов пресных водоемов. -Л., -1974. -194 с.
4. Резников А.А., Мулиновская Е.П., Соколова И.Ю. Методы анализов природных вод. -М.: -1970. -С.250.

SUMMARY
The object of investigation - the study of ores and mine waters microbiocenosis of molibdenic deposit of East Counrad, which situatied in the Central part of Kazakhstan.



Достарыңызбен бөлісу:




©www.dereksiz.org 2020
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет