煤炭開采和分選加工過程中，大量的煤系及其伴生礦物雜質都被當作矸石排放到矸石山，其中的有害重金屬元素和硫化物與空氣和水接觸，經微生物催化后對周邊環(huán)境造成嚴重的硫污染。而利用硫氧化/還原微生物（SOB/SRB）可以很好脫除矸石中硫化物和固定酸性廢水中重金屬離子，達到硫污染治理目的。因此，開展與矸石山硫污染微生物治理相關的基礎研究對礦區(qū)生態(tài)恢復具有重要的指導意義。本文利用PCR-16S rRNA基因克隆文庫，硫的K邊XANES，Tessier五步提取等方法首先研究了湖南湘潭某礦區(qū)煤矸石山周邊土壤中的微生物群落和硫及重金屬形態(tài)分布特征，然后分離鑒定其中的部分SOB和SRB微生物，并對SOB和SRB浸出煤矸石和處理酸性廢水的特性進行了研究。研究結果表明矸石山周邊的土壤呈酸性，而且不同程度的受到了Cr、Fe、Mn等重金屬的污染。其中Cr在土壤樣品中主要以殘渣態(tài)存在，F(xiàn)e主要以碳酸鹽結合態(tài)和殘渣態(tài)存在，而Mn在部分樣品中以殘渣態(tài)存在。土壤樣品中的礦物組成主要是石英和高嶺土，還存在少量的金屬礦物；而樣品中的硫的形態(tài)大部分是以硫酸鹽形式存在，其次是硫代硫酸鹽和亞硫酸鹽，還有少量有機硫。主成分分析（PCA... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

硫代謝微生物系統(tǒng)發(fā)育樹示意圖

1 緒論在自燃條件下，煤矸石山硫的遷移轉化途徑如圖 1-2 所示，主要以兩種途徑遷移轉化[43]。一是自燃，煤矸石山的自然是硫轉移的主要途徑，在自燃過程發(fā)生不同程度的氧化反應。矸石山的自燃的內部溫度高達 1000℃以上，硫化學反應，變成對大氣環(huán)境的有害的 H2S、SO2、SO3的氣體，形成的鹽類可溶性硫酸鹽對周圍的土壤和水體的影響較大。二是風化、雨淋和微生物的還原。煤矸石從地下被帶至地表，由于換將改變成富氧環(huán)境，使得暴露在空黃鐵礦被氧化成Fe2O3和SO2，與水作用可以形成Fe2(SO4)3和H2SO4，這樣，除了以 SO2的形式釋放到大氣中，還有一部分在微生物的作用下以 SO42-的進入水體和土壤，從而造成水體和土壤的酸化，也有部分 SO42-經微生物還硫化物與重金屬離子沉積在土壤中。

2 試驗材料和研究方法2 Materials and Methods2.1 試驗材料(Materials)2.1.1 試驗材料預處理試驗中所用到的矸石堆淋溶水，土壤和矸石樣品均取自湖南湘潭某煤礦區(qū)的煤矸石山堆和周邊土壤（北緯 43o69’65’’，東經 112o43’47.66’’），取樣點的衛(wèi)星圖如圖 2-1（a）所示。其中土壤樣品圍繞煤矸石山從高到低，從近到遠的按 S 路線多點混合法采取，土壤顏色主要為灰色和紅色，水分較少，呈酸性。將每個單元采集的土壤樣品的混合均勻，然后按著四分法將其分開，裝入封口瓶中帶回，置于 4℃下保存。實驗前將部分土壤樣品取出，冷凍干燥后，除掉植物殘體和石塊，磨碎，過 200 目篩子，保存?zhèn)溆谩?

【參考文獻】：
期刊論文
[1]生物浸出過程中微生物協(xié)同作用機制的研究進展[J]. 余潤蘭,石麗娟,周丹,邱冠周,曾偉民.  中國有色金屬學報. 2013(10)
[2]當前煤炭行業(yè)的發(fā)展趨勢分析[J]. 于淼.  現(xiàn)代經濟信息. 2013(17)
[3]煤礦矸石山自燃的原因、危害及防治措施[J]. 賀永軍.  露天采礦技術. 2013(06)
[4]銅川自燃煤矸石特征研究[J]. 孫志華,劉開平,汪敏強,劉民武.  煤炭學報. 2013(S1)
[5]硫酸鹽還原菌在污水處理中的應用[J]. 亢悅.  廣東化工. 2012(09)
[6]草原煤矸石堆放的生態(tài)環(huán)境問題及其治理措施綜述[J]. 郭偉,趙仁鑫,孫文惠,包玉英,王立新,高偉男,薛石磊.  安全與環(huán)境學報. 2012(03)
[7]德興銅礦尾礦重金屬污染對土壤中微生物多樣性的影響[J]. 謝學輝,范鳳霞,袁學武,朱文祥,劉娜,平婧,柳建設.  微生物學通報. 2012(05)
[8]煤矸石山生態(tài)修復方法綜述[J]. 廖芳芳,鄭嵩,葛皓.  環(huán)�？萍�. 2012(01)
[9]鉻酸鋇分光光度法和間接原子吸收法測定水中硫酸鹽的比較[J]. 黃嘉亮.  北方環(huán)境. 2011(09)
[10]典型Pb/Zn礦區(qū)土壤重金屬污染特征與Pb同位素源解析[J]. 孫銳,舒帆,郝偉,李麗,孫衛(wèi)玲.  環(huán)境科學. 2011(04)

博士論文
[1]典型嗜酸硫氧化菌作用下元素硫的形態(tài)及其轉化的研究[D]. 何環(huán).中南大學 2009

碩士論文
[1]硫酸鹽還原菌對酸性廢水中重金屬的生物沉淀作用研究[D]. 王方.中國海洋大學 2010
[2]典型礦區(qū)重金屬污染特性及其土壤酶活性研究[D]. 王志樓.東華大學 2010
[3]混合細菌浸出三種硫化礦及浸出過程中微生物多樣性分析[D]. 高鳳玲.中南大學 2008
[4]降解煤矸石的微生物選育[D]. 王漢霞.西安科技大學 2007



本文編號：3310767