中文摘要：

研究高效低耗的以燃煤前生物浸出脱硫为主要内容的洁净煤技术，从源头上控制大气中二氧化硫含量，对减少和遏止酸雨的发展具有极其重要的意义。本项目研究氧化亚铁硫杆菌（Acidithiobacillus ferroxidans） LX5分泌的胞外多聚物（EPS）在煤中黄铁矿硫脱除过程中作用与机理。主要内容包括（1）A. ferrooxidans LX5分泌EPS的特点及影响因素；（2）A. ferrooxidans LX5分泌的EPS与介质溶液中Fe3+的络合特征及EPS- Fe3+络合物的形成对减少黄铁矾和羟基硫酸铁生成的作用大小；（3）剥离EPS前、后的A. ferrooxidans LX5菌对黄铁矿氧化能力；（4）A. ferrooxidans LX5驯化方法以及煤炭生物脱硫的最佳工艺条件（煤浆浓度，介质起始pH，温度等）研究。研究结果为煤炭快速生物脱硫反应系统的建立提供重要的技术支撑。

结论摘要：

Acidithiobacillus ferrooxidans在不同底物 (S、FeS2、FeSO4等) 驯化下生长，以FeS2为底物生长的菌体产生的EPS量最高，达到39 mgDOC.L-1，分别是FeSO4及S0生长菌体的3.5及1.6倍。研究多种重金属离子对A. ferrooxidans分泌EPS及氧化活性的影响，发现重金属离子对菌体分泌EPS有抑制作用，且不同重金属离子对A. ferrooxidans氧化FeS2抑制作用由大到小依次为Cu2+>Zn2+>Ni2+>Ag+>Pb2+。收集以FeS2、FeSO4为底物生长菌体分泌的EPS，经透析、冷冻干燥，测定发现两种EPS主要成分为多糖和蛋白质，其多糖和蛋白质含量分别为46.6%和34.6%及44.6%和36.2%，且两种EPS的FTIR光谱相似，主要基团的位置相同，均含有-OH、-NH2和–COOH等官能团，而与以S0为底物生长的菌体产生EPS的FTIR光谱有显著差异。研究发现以FeS2为底物培养A. ferrooxidans时产生的EPS可以络合更多的Fe3+，但开展EPS络合Fe3+与游离Fe3+对FeS2氧化力差异的研究，没有取得合理的实验结果。研究不同底物驯化的A. ferrooxidans 细胞在FeS2表面的吸附差异，以FeS2为底物生长的菌体更易吸附到矿物表面，加速对FeS2的氧化。比较研究EPS剥离前、后的A. ferrooxidans对FeS2氧化能力差异，发现菌体EPS的存在有助于A. ferrooxidans对FeS2的氧化，可加速反应的进行。X射线衍射仪扫描分析A. ferrooxidans氧化FeSO4和FeS2产生的沉淀物质，结果表明，两种沉淀物均是黄钾铁矾和黄铵铁矾的混合物，但前者以黄铵铁矾为主，后者以黄钾铁矾为主，FeS2驯化菌体生成矿物的量明显低于FeSO4驯化菌体生成的矿物量。最佳脱硫条件为起始pH2.5、菌体接种量10%（107cell/ml）、高硫煤加入量10%，在5升生物反应器中，13d时脱硫率达到60%，第15d时脱硫率达到69.2%，经过换算，煤中无机黄铁矿硫的脱出率为78%。