研究着眼于细菌去除受地雷影响的水中的金属

宾夕法尼亚州立大学的研究人员正在改进一种天然的，低成本的工艺，这将有助于从受地雷污染的水中去除一些最丰富的污染物，如铁。宾夕法尼亚州立大学环境工程教授比尔布尔戈斯说：“在这项研究中，我们研究了在规定条件下亚铁的氧化速度，并发现了在这些不同条件下生物体的微生物种类。” “了解特定治疗过程的速度，以及涉及哪些微生物，不仅重要。”

该团队从宾夕法尼亚州阿巴拉契亚煤盆地的两个酸性矿山排水点富集铁氧化细菌，然后测量低pH值下的铁氧化速率。这两个部位是Scalp Level，显示出最高的铁氧化率，Brubaker Run显示平均比率。两者都在坎布里亚郡。

在每个地点，研究人员首先收集酸性矿井排水和表面沉积物，用作微生物富集的“种子”材料。“沉积物是新沉积的铁氧化物，通常表明矿井排水，”布尔戈斯说。“Scalp Level的沉积物与Brubaker Run的沉积物有不同的微生物群落。”

一旦进入实验室，从沉积物样品中提取微生物，然后使用无流动，补料分批生物反应器进行富集，其中间歇性地添加亚铁以增强铁氧化细菌的生长。

富集后，将每种培养物分成两组实验，一组改变pH，另一组改变铁浓度。使用四个反应器(每个站点两个)，研究人员测量了不同条件下的铁氧化速率，然后比较了从生物质样品中提取的DNA，注意到微生物群落的变化。

流通实验使我们能够模仿工程生物反应器，”布尔戈斯说。

最近在应用和环境微生物学中发表的这些实验的结果表明，从这两个位点富集的不同微生物群落保持了从它们各自的种子材料遗传的不同性状。这两个系统的长期运行并未导致相同甚至更相似的微生物群落。

然而，所有的生物反应器确实氧化铁并以非常相似的速率将其除去。这表明用于矿井水处理的生物反应器的性能可能不强烈依赖于用于反应器启动的“微生物种子”。“这是一个连续的过程，”布尔戈斯说。“每个微生物群落都是下一阶段的种子。重要的是，两个地点的铁氧化速率基本相同，即使它们在田间变化很大。这意味着你可以去任何地方并丰富生物反应器中的这些微生物，它们都将以非常相似的方式运作。“

从这些结果中，该团队还能够证明某些生物在某些地球化学条件下确实做得更好。布尔戈斯说：“当铁浓度较低时，有些生物体表现出色。” “当pH很低时，有些生物体表现得格外异常，或相反，当pH值很高时，它们只能表现良好。”

研究人员的下一步是与矿业公司合作，建立更大的中试规模系统。“当你有极低的pH和极高的铁浓度时，这是一种昂贵的水处理，”布尔戈斯说。“传统的做法并不是最有效的，它们肯定不是最具成本效益的。生物低pH值铁氧化是经济的，可以无缝地整合到酸性矿井排水处理系统中。”