CC BY
17
- © A.C. Хомченкова, B.O. Мусихин,
A.B. Киореску, Л.А. Позолотина, 2015
УДК 66.061.34 + 579.66
А.С. Хомченкова, В.О. Мусихин, А.В. Киореску, Л.А. Позолотина
ОПЫТ ВЫДЕЛЕНИЯ АБОРИГЕННЫХ ХЕМОЛИТО-ТРОФНЫХ МИКРООРГАНИЗМОВ ИЗ ОКИСЛЕННЫХ СУЛЬФИДНЫХ МЕДНО-НИКЕЛЕВЫХ РУД МЕСТОРОЖДЕНИЯ ШАНУЧ (КАМЧАТКА)
Приведены результаты выделения аборигенных микроорганизмов в лабораторных условиях из образцов руд различной степени окисления, отобранных на кобальт-медно-никелевом месторождении Шануч. Получены накопительные культуры хемолитотрофных микроорганизмов из шести образцов руды и одного образца рудничной воды. Ключевые слова: геобиотехнология, бактериально-химическое вышела-чивание, сульфидные руды, никель, хемолитотрофные микроорганизмы.
Применение микроорганизмов в процессах извлечения ценных компонентов из минерального сырья является перспективным направлением в гидрометаллургии.[1, 3].
Процесс биовыщелачивания нуждается в интенсификации, в том числе за счет поиска наиболее эффективных микроорганизмов и повышения активности уже применяемых культур. В этой связи особую важность приобретает селекция наиболее активных смешанных культур и одиночных штаммов, адаптированных к условиям протекания бактериально-химического выщелачивания (БХВ) [2].
Материалы и методы
Объект исследования - образцы сульфидных руд различной степени окисления, рудничная вода, отобранные на месторождении Шануч (Быстринский район Камчатского края, ЗАО НПК «Геотехнология») в июле 2015 года. Пробы руд и воды отобраны с соблюдением мер по предотвращению перекрестной контаминации образцов. Каждый отдельный вид руды был собран и упакован в индивидуальный полиэтиленовый пакет, затем помещен в пластиковый контейнер. Образец рудничной воды был отобран в пластиковую бутылку с крышкой, объемом 1,5 л.
Таблица 1
Краткое описание отобранных проб
№ п/п Шифр пробы Масса (объем) пробы, кг (л) Описание места отбора; координаты
1 Ш-7 27 кг Склад готовой продукции; N 55°, 18'12,5" Е 157° 13'17,6"
2 Ш-3 18,5 кг Рудный склад гор. 350 м - руда с горизонта 356 м; N 55°, 18'34,3" Е 157° 08'29,2"
3 Ш-н/м 14 кг Рудный склад гор. 350 м - руда с горизонта 410-425 м; N 55°, 18'34,3" Е 157° 08'29,2"
4 Ш-2 14,5 кг Рудный склад гор. 360 м - условно бедные руды с разных горизонтов; N 55°, 18'38,6" Е 157° 08'47,4"
5 Ш-5 12 кг Склад окисленных руд; N 55°, 18'16,7" Е 157° 07'54,9"
6 Ш-4 11 кг Склад окисленной руды на уровне карьера; N 55°, 18'22,8" Е 157° 08'25,6"
7 Ш-РВ 1,5 л Переход с гор. 365 м на гор. 350 м
Для выделения аборигенных хемолитотрофных микроорганизмов использованы традиционные микробиологические методы: посевы с образцов руд в питательную среду и количественный учет клеток бактерий путем прямого подсчета в препарате под микроскопом «Микромед 3».
Накопление культур проведено с использованием жидкой среды Сильвермана и Ёюндгрена (9К) без добавления железа в колбах Эрленмейера, при рН = 1,8 и двух температурных режимах, протекающих параллельно: ~ 23°С (комнатная температура) и 35°С (термостат). Количественный учет клеток проведен с интервалом в 10-12 дней.
Дальнейшее культивирование хемолитотрофных микроорганизмов для получения чистых линий проводили с использованием жидкой питательной среды 9К в колбах Эрленмейера при соотношении посевного материала к среде 1:10.
Результаты и обсуждение
Результаты количественного учета клеток в накопительных культурах на среде 9К представлены в табл. 2. Микроскопия
показала, что бактерии в данных культурах имели различия в морфологии и поведении (подвижные и неподвижные палочковидные клетки различного размера). После переноса посевного материала из накопительных культур в жидкую среду 9К в соотношении 1:10 отмечался слабый рост культур или отсутствие роста, поэтому выделение чистых линий аборигенных хе-молитотрофных микроорганизмов, а тем более поддержание их в коллекции, не представляется возможным.
Полученный результат связан, вероятно, с тем, что аборигенные хемолитотрофные микроорганизмы высоко требовательны к условиям их культивирования. Необходимо поддержание постоянного показателя рН среды, температурного оптимума, наличия в среде энергетического субстрата, кислорода для осуществления процессов клеточного дыхания. Несоблюдение одного или нескольких условий культивирования приводит к замедлению или остановке роста и гибели ассоциации микроорганизмов [2, 3].
Таблица 2
Результаты количественного учета клеток микроорганизмов накопительных культур
Шифр Дата посева Дата просмотра Количество клеток в 1 мл
пробы При комнатной температуре (230О) В термостате (35 ОС)
Ш-7 03.08.2015 21.08.2015 3,4-107 6,1-107
Ш-3 6,2-107 5,6-107
Ш-4 2-107 1,8-107
Ш-РВ 0 0
Ш-5 1,6-107 2,5-107
Ш-2 22.08.2015 1,8-107 2,1-107
Ш-н/м 1,7-107 3,4-107
Ш-7 01.09.2015 4,7-107 1,3-107
Ш-3 2,4-107 2,5-107
Ш-4 4-107 1,7-107
Ш-РВ 9-106 1,1-107
Ш-5 3,1-107 2,1-107
Ш-2 3,7-107 4,2-107
Ш-н/м 4,8-107 5,7-107
Выводы
Исследования по выделению аборигенных хемолитотроф-ных микроорганизмов из образцов сульфидной руды и рудничной воды месторождения Шануч показали возможность получения морфологически неоднородных накопительных культур с концентрацией клеток до 107 на 1 мл. Высокая чувствительность бактерий к условиям культивирования не позволила на данном этапе осуществить выделение чистых линий. Достичь наиболее интенсивного и эффективного использования ассоциаций данных бактерий возможно только с совершенствованием методов их выделения.
- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Кузякина Т.И., Хайнасова Т.С., Левенец О.О. Биотехнология извлечения металлов из сульфидных руд // Вестник Камчатской Региональной Ассоциации «Учебно-научный центр». 2008. №2, выпуск 12, С.76-86
2. Кузякина Т.И., Хайнасова Т.С., Гирфанова А.Р. Выделение автохтонных микроорганизмов из окисленной руды кобальт-медно-никелевого месторождения Шануч (Камчатка) // Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования в физиологии и медицине. 2010, Т.1, С. 163-164
3. Bryan C.G., Joulian C., Spolaore P., Achbouni H., Challan-Belval S., Morin D., d'Huges P. The efficiency of indigenous and designed consortia in bioleaching stirredtank reactors // Minerals Engineering, №24, P. 1149-1156, 2011. Е5Ш
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -
Хомченкова Анастасия Сергеевна - младший научный сотрудник, nigtc@kscnet.ru, Мусихин Вячеслав Олегович - младший научный сотрудник, nigtc@kscnet.ru, Киореску Александр Вадимович - младший научный сотрудник, nigtc@kscnet.ru, Позолотина Лилия Андреевна - младший научный сотрудник, nigtc@kscnet.ru, Научно-исследовательский геотехнологический центр Дальневосточного отделения Российской академии наук.
д
UDC 66.061.34 + 579.66
EXPERIMENT OF NATIVE CHEMOLITHOTROPHIC MICROORGANISMS RECOVERY(ISOLATION) FROM THE OXIDIZED SULPHIDE COPPER-NICKEL ORES OF SHANUCH FIELD (NORTHERN KAMCHATKA)
Khomchenkova AS., junior scientist, nigtc@kscnet.ru, Research Geotechnological Center, Far Eastern Branch of Russian Academy of Sciences, Russia, Musikhin V.O., junior scientist, nigtc@kscnet.ru, Research Geotechnological Center, Far Eastern Branch of Russian Academy of Sciences, Russia,
Kioresku A.V., junior scientist, nigtc@kscnet.ru, Research Geotechnological Center, Far Eastern Branch of Russian Academy of Sciences, Russia,
Pozolotina L.A., junior scientist, nigtc@kscnet.ru, Research Geotechnological Center, Far Eastern Branch of Russian Academy of Sciences, Russia.
This article shows the results of aboriginal microorganisms recovery in laboratory conditions from ore samples with different oxidation state. The samples were selected at Sha-nuch - cobalt-copper-nickel deposit. As a result, batch cultures of chemolitotrophic microorganisms were obtained from six samples of ore and one sample of mining water.
Key words: geobiotechnology, bioleaching, sulfide ores, nickel, chemolithotrophic microorganisms. REFERENCES
1. Kuzyakina T.I., Hajnasova T.S., Levenec O.O. Biotekhnologiya izvlecheniya met-allov iz sul'fidnyh rud (Biotechnology of extraction of metals from sulphide ores) // Vestnik Kamchatskoj Regional'noj Associacii «Uchebno-nauchnyjcentr». 2008. No 2, 12, pp.76-86.
2. Kuzyakina T.I., Hajnasova T.S., Girfanova A.R. Vydelenie avtohtonnyh mikroor-ganizmov iz okislennoj rudy kobal't-medno-nikelevogo mestorozhdeniya Shanuch (Kamchatka) (Girfanova the Selection of autochthonous microorganisms from the oxide ore cobalt-copper-Nickel deposits of chanoch (Kamchatka)) // Vysokie tekhnologii, fundamen-tal'nye i prikladnye issledovaniya v fiziologii i medicine. 2010, T.1, pp. 163-164.
