微生物變身“礦工”開采金屬
硒是元素周期表中的第34號元素，對維持動物細(xì)胞的功能至關(guān)重要。但就像氧氣和水一樣，太高濃度的硒也會變得有毒。
硒天然存在于煤炭礦床和硫化礦石中。采礦過程會產(chǎn)生剩余的巖石，流經(jīng)這些巖石的雨水或融雪可將硒帶到附近的水道中，被浮游生物直接吸收到組織中。而以浮游生物為食的魚類可能會在體內(nèi)積累過量的硒，導(dǎo)致生長出現(xiàn)缺陷。因此，采礦業(yè)正在尋找創(chuàng)新的方法來管理硒并保護(hù)魚類種群。
如何在滿足可持續(xù)開采需求的同時減輕環(huán)境影響？答案就在人們腳下，這里可能潛伏著許多不同類型的有機(jī)體，它們或能掀起行業(yè)變革的波瀾。
細(xì)菌可“吃掉”水中硒
為了找到答案，人們必須從地球本身尋找基因數(shù)據(jù)。
美國雅虎新聞網(wǎng)近期刊文稱，一些細(xì)菌可“吃掉”硒。或者更確切地說，它們的碳代謝已進(jìn)化到將元素從溶解狀態(tài)轉(zhuǎn)化為固體形態(tài)。
在加拿大不列顛哥倫比亞省麋鹿谷的煤礦，泰克資源公司在大型廢石坑填充地下水，并通過特殊細(xì)菌處理降低流域中的硒含量。
泰克資源公司的水處理設(shè)施已開始發(fā)揮作用。這種方法可去除水中95%至99%的硒。監(jiān)測顯示，處理后下游的硒濃度逐漸降低并趨于穩(wěn)定。
微生物自然浸出金屬
據(jù)美國采礦技術(shù)網(wǎng)報道，在加拿大滑鐵盧大學(xué)的最新研究中，研究人員利用微生物提取出金屬并儲存了采礦廢物中的碳。這種生物浸出法作為傳統(tǒng)提取方法的可持續(xù)替代方案越來越受到關(guān)注。
生物浸出法是濕法冶金的一種應(yīng)用，可減少采礦對環(huán)境的影響。該法首先在富含礦物質(zhì)的礦石儲罐中培養(yǎng)喜愛金屬的微生物，然后利用這些微生物的代謝活動，有效地從采礦廢物中提取有價值的金屬。
細(xì)菌和真菌等微生物具有分解復(fù)雜礦物質(zhì)并從礦石中提取有價值金屬的能力。研究觀察到，正如巖石隨著時間的推移與空氣和水一起風(fēng)化一樣，微生物也有類似的風(fēng)化過程。特別是應(yīng)用于細(xì)粒巖石或礦石加工產(chǎn)生的礦物廢料等副產(chǎn)品時，它可以加速風(fēng)化過程。鎳和鈷是最適合此方法的金屬。最新研究還證明生物浸出法在提取銅、金和鈾等關(guān)鍵金屬方面的有效性。
據(jù)英國《自然》網(wǎng)站報道，在美國愛達(dá)荷國家實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)中，氧化葡萄糖桿菌分泌的葡萄糖酸混合物，比同等濃度的商業(yè)純葡萄糖酸更能從工業(yè)廢物中浸出稀有金屬。
目前全球大多數(shù)銅是通過熔爐冶煉獲得的，這會造成空氣和水的污染。還有約20%的銅通過濕法冶金獲得，這一過程中會用到強(qiáng)酸，對環(huán)境也有很大影響。現(xiàn)在越來越多的公司采用生物浸出法，讓微生物自然地浸出金屬銅。
微生物讓采礦更環(huán)保
礦業(yè)巨頭力拓公司支持了多個研發(fā)項(xiàng)目，以尋找從受采礦影響的水中回收金屬的生物方法。一些微生物可將細(xì)小的沙粒結(jié)合在一起以抑制灰塵。另一些微生物可幫助礦業(yè)公司提取稀土元素，用于節(jié)能燈泡和混合動力汽車電池。美國國防高級研究計(jì)劃局已投資約4300萬美元用于開發(fā)稀土生物采礦技術(shù)。
人類與微觀世界的關(guān)系正經(jīng)歷著一場巨大的范式轉(zhuǎn)變。人們一直認(rèn)為，微生物是無處不在的不起眼角色，也是人們需防范的疾病傳播媒介。但今天，探索這些微小卻很強(qiáng)大的生物如何幫助人們應(yīng)對環(huán)境挑戰(zhàn)的旅程已經(jīng)開始。
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