Научно-исследовательский геотехнологический центр Дальневосточного отделения РАН, Петропавловск-Камчатский, РФ

Очеретяна С. О., старший научный сотрудник, канд. биол. наук, blossom-so@yandex.ru

Аверьянова В. Э., младший научный сотрудник, Purlac@inbox.ru

Представлены данные о влиянии разных питательных сред на рост численности автохтонной смешанной бактериальной культуры, выделенной из окисленной руды медно-никелевого месторождения Шануч. Ее видовой состав — Acidithiobacillus thiooxidans, A. ferrooxidans и Sulfobacillus thermosulfidooxidans. Эти виды бактерий играют ключевую роль в бактериально-химических технологиях переработки сульфидных руд и концентратов медно-никелевых месторождений. Эксперименты по восстановлению автохтонной смешанной культуры и наработке необходимого числа бактерий для увеличения эффективности бактериально-химического выщелачивания показали, что лучший результат был достигнут, когда в среду добавляли Na₂S₂O₃·5H₂O и дрожжевой экстракт при соблюдении температурного режима 30 °С, перемешивании 150 мин^–1, аэрации и поддержании показателя pH на уровне 2,02. Лучшие результаты по наработке бактериальной суспензии с высоким содержанием клеток показало соотношение объема инокулята к питательной среде 1 : 10, при котором увеличение численности клеток на разных питательных средах составило от 211 до 230 раз по отношению к нулевой пробе.

1. Иванов В. И., Степанов Б. А. Применение микробиологических методов в обогащении и гидрометаллургии. М., 1960. 125 с.
2. Соколова Г. А., Каравайко Г. И. Физиология и геохимическая деятельность тионовых бактерий. М.: Наука, 1964. 336 с.
3. Bobadilla-Fazzini R., Poblete-Castro I. Biofilm formation is crucial for efficient copper bioleaching from bornite under mesophilic conditions: unveiling the lifestyle and catalytic role of sulfur-oxidizing bacteria // Extreme Microbiology. 2021. Vol. 12. DOI: 10.3389/fmicb.2021.761997
4. Булаев А. Г. Новые направления в развитии биогидрометаллургии // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2021. № 3–1. С. 56–87.
5. Очеретяна С. О. Выщелачивание меди из халькопирита в биогидрометаллургии: обзор // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2022. № 12 (спец. выпуск 10). С. 256–265.
6. Hosseini S. M., Vakilchap F., Baniasadi M., Mousavi S. M., Darban A. K., Farnaud S. Green recovery of cerium and strontium from gold mine tailings using an adapted acidophilic bacterium in one-step bioleaching approach // Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers. 2022. Vol. 138. P. 1–8.
7. Dong Y., Zan J., Lin H. Bioleaching of heavy metals from metal tailings utilizing bacteria and fungi: Mechanisms, strengthen measures, and development prospect // Journal of Environmental Management. 2023. Vol. 344. DOI: 10.1016/j.jenvman.2023.118511
8. Хайнасова Т. С. Бактериально-химическое выщелачивание сульфидной кобальт-медно-никелевой руды в лабораторных условиях с использованием посевной культуры // Вестник Дальневосточного отделения РАН. 2014. № 4. С. 101–107.
9. Semerci N., Kunt B., Calli B. Phosphorus recovery from sewage sludge ash with bioleaching and electrodialysis // International Biodeterioration & Biodegradation. 2019. Vol. 144. DOI: 10.1016/j.ibiod.2019.104739
10. Кондратьева Т. Ф., Булаев А. Г., Муравьев М. И. Микроорганизмы в биогеотехнологиях переработки сульфидных руд. М.: Наука, 2015. 212 с.
11. Hedrich S., Schippers A. Distribution of acidophilic microorganisms in natural and man-made acidic environments // Current Issues in Molecular Biology. 2021. Vol. 40. P. 25–48.
12. Васильева Т. В., Блайда И. А., Иваница В. А. Основные группы микроорганизмов, участвующих в биогидрометаллургических процессах // Проблеми екологiчної бioтехнології. 2013. № 1. С. 5–29.
13. Хомченкова А. С. Тяжелые металлы и выщелачивающие микроорганизмы (обзор) // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2017. № 12 (спец. выпуск 32 «Камчатка-5»). С. 228–336.
14. Хайнасова Т. С. Экологические аспекты распространения ацидофильных хемолитотрофных микроорганизмов, перспективных для биовыщелачивания // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2018. № 12 (спец. выпуск 57 «Камчатка-7»). С. 198–207.
15. Хайнасова Т. С., Пашкевич Р. И. Таксономический анализ культуры ацидофильных хемолитотрофных микроорганизмов, принимающей участие в биовыщелачивании сульфидной руды месторождения Шануч // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2019. № 10. С. 28–33.
16. Bosecker K. Bioleaching: metal solubilization by microorganisms // FEMS Microbiology Reviews. 1997. Vol. 20, Iss. 3–4. P. 591–604.
17. Xia J., Yang Y., He H., Liang C., Zhao X., Zheng L., Ma C., Zhao Y., Nie Z., Qiu G. Investigation of the sulfur speciation during chalcopyrite leaching by moderate the thermophile Sulfobacillus thermosulfidooxydans // International Journal of Mineral Processing. 2010. Vol. 94. P. 52–57.
18. Очеретяна С. О. Влияние pH и аэрации на смешанную культуру хемолитотрофных ацидофильные бактерий // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2022. № 12 (спец. выпуск 10). С. 246–255.
19. Hubau A., Guezennec A. G., Joulian C., Falagán C., Dew D., Hudson-Edwards K. A. Bioleaching to reprocess sulfidic polymetallic primary mining residues: Determination of metal leaching mechanisms // Hydrometallurgy. 2020. Vol. 197. DOI: 10.1016/j.hydromet.2020.105484
20. Каравайко Г. И., Росси Дж., Агате А., Грудев С., Авакян З. А. Биогеотехнология металлов. М.: Центр международных проектов ГКНТ, 1989. 375 с.
21. Tan S. N., Chen M. Early stage adsorption behaviour of Acidithiobacillus ferrooxidans on minerals I: An experimental approach // Hydrometallurgy. 2012. Vol. 119–120. P. 87–94.
22. Yagohobi Moghaddam M., Ranjbar M., Manafi Z., Schaffie M., Jahani M. Modeling and optimizing bacterial leaching process parameters to increase copper extraction from a low-grade ore // Minerals Engineering. 2012. Vol. 32. P. 5–7.
23. Yang Y., Diao M., Liu K., Qian L., Nguyen A. V., Qiu G. Column bioleaching of low-grade copper ore by Acidithiobacillus ferrooxidans in pure and mixed cultures with a heterotrophic acidohile Acidiphilium sp. // Hydrometallurgy. 2013. Vol. 131–132. P. 93–98.
24. D’Hugues P., Joulian C., Spolaore P., Michel C., Garrido F., Morin D. Continuous bioleaching of a pyrite concentrate in stirred reactors: Population dynamics and exopolysaccharide production vs. bioleaching performance // Hydrometallurgy. 2008. Vol. 94. P. 34–41.
25. Eisapour M., Keshtkar A., Moosavian M. A., Rashidi A. Bioleaching of uranium in batch stirred tank reactor: Process optimization using Box–Behnken design // Annals of Nuclear Energy. 2013. Vol. 54. P. 245–250.
26. Gericke M., Muller H. H., van Staden P. J., Pinches A. Development of a tank bioleaching process for the treatment of complex Cu-polymetallic concentrates // Hydrometallurgy. 2008. Vol. 94. P. 23–28.

27. Elkina Yu. A., Melamud V. S., Bulaev A. G. Effect of organic nutrients on bioleaching of low-grade copper concentrate at different temperatures // IOP Conference Series Earth and Environmental Science. 2021. Vol. 677, Iss. 4. DOI: 10.1088/1755-1315/677/4/042076

28. 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. 212–217.