JHM：银离子对A.f菌介导黄铜矿释放铜离子的催化作用机制学术资讯

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近日，中南大学邱冠周院士团队资源加工与生物工程学院/生物冶金教育部重点实验室王军教授小组的研究成果以“Catalytic effect of silver on copper release from chalcopyrite mediated by Acidithiobacillus ferrooxidans”为题，在线发表于国际环境科学与生态学领域top期刊Journal of Hazardous Materials （IF=7.65）。论文第一作者为博士生杨宝军，通讯作者为王军教授。

黄铜矿是世界上最丰富的硫化铜矿物，在开采过程中会产生大量矿物废弃物，这些废弃物可以被细菌或化学氧化溶解，从而释放出大量的铜离子到环境中。与化学溶解相比，嗜酸微生物参与下可使黄铜矿的溶解速率提高三个数量级以上。黄铜矿的生物溶解对铜离子向环境中释放起着重要作用。

自然界中，银常与黄铜矿、闪锌矿以及黄铁矿等硫化矿物伴生，其中黄铜矿中最高含2~3wt%的银。这种含银黄铜矿能被嗜酸微生物氧化释放银离子到溶液中，从而进一步加速黄铜矿的氧化溶解。因此，溶液中的银离子是影响黄铜矿生物溶解释放铜离子到环境中的重要因素。本文以嗜酸氧化亚铁硫杆菌（Acidithiobacillus ferrooxidans）为嗜酸微生物的模式微生物，探究了银对黄铜矿生物溶出释放铜离子的催化作用，并揭示了银离子对黄铜矿生物溶出的催化作用机理。

本文研究了嗜酸氧化亚铁硫杆菌存在下银离子对黄铜矿释放铜的影响，发现银离子显著增强了黄铜矿的生物溶解，从而释放出更多的铜离子。这反过来表明在这些条件下铜离子从黄铜矿向环境中的释放增加了。银离子对黄铜矿中铜离子释放的催化作用的机理主要归因于银离子提高了黄铜矿电化学活性和减少了黄铜矿表面钝化层（Sn2- / S0），从而使得黄铜矿表面可利用性的能源物质增加了，促进了细菌对矿物的吸附。这项研究使得我们可以更好地理解银离子对黄铜矿向环境中释放铜离子的影响，为今后评估黄铜矿生物溶解释放铜离子污染环境的影响提供了理论依据。

图1 银离子促进黄铜矿生物溶解的机理

该研究成果受国家自然科学基金重点基金、面上项目、青年基金、同步辐射大科学装置联合基金、湖南省杰出青年基金、湖南省研究生科研创新项目和111计划2.0项目等联合资助，同时也获得上海光源14B1线站支持。

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https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.122290

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