（作者：北京自然博物館 李麗嘉）

細(xì)菌是微小到肉眼看不見(jiàn)的生物；冶金是重工業(yè)生產(chǎn)中的金屬冶煉，通常要在幾百度甚至上千度的高溫下進(jìn)行。這兩者有什么聯(lián)系呢？有個(gè)術(shù)語(yǔ)叫“細(xì)菌冶金”，顧名思義，就是用細(xì)菌來(lái)“冶煉”金屬。這是一門(mén)既古老，而又極有生命力的工藝，至今，全世界已有十多個(gè)國(guó)家用細(xì)菌“冶煉”出了幾十萬(wàn)噸銅。

細(xì)菌煉銅，我國(guó)早在北宋時(shí)期的《夢(mèng)溪筆談》中就有記載了，那時(shí)候叫“膽堿（膽礬）煉銅”。方法是把鐵放入“膽水”（膽礬溶液）中而獲得金屬銅。用這種方法，每年生產(chǎn)的銅可達(dá)上百萬(wàn)斤。我國(guó)是世界上最早進(jìn)行膽礬煉銅的國(guó)家，比西班牙早了七百年，只不過(guò)當(dāng)時(shí)還沒(méi)人能認(rèn)識(shí)到這里面的科學(xué)原理是什么。

1947年，美國(guó)報(bào)道了在礦山流出的酸性礦水中發(fā)現(xiàn)了微生物，這些微生物能浸出礦石中的金屬；從這些微生物中，又分離出了氧化亞鐵硫桿菌。從此，細(xì)菌冶金的研究日漸深入地發(fā)展起來(lái)了。

自然界中有一類(lèi)細(xì)菌，統(tǒng)稱化學(xué)能自養(yǎng)菌，它們的能源來(lái)自無(wú)機(jī)物氧化所產(chǎn)生的化學(xué)能，并利用無(wú)機(jī)的碳、氮源合成全部細(xì)胞的有機(jī)物。氧化亞鐵硫桿菌就是一種化學(xué)能自養(yǎng)菌，它們大量生活在無(wú)機(jī)硫化礦床的數(shù)學(xué)課和酸性土壤中。這種細(xì)菌的菌體呈短桿形，0.5~0.7×1～1.5毫微米，單個(gè)或少數(shù)成對(duì)；菌體一端有鞭毛，能運(yùn)動(dòng)。氧化亞鐵硫桿菌有一種特殊的本領(lǐng)，就是能將無(wú)機(jī)的硫化物（如硫化氫）、其他還原態(tài)硫化物、自然硫等，氧化成硫酸；它們還能將吸收到細(xì)胞里的亞鐵氧化為高價(jià)鐵，并利用這些氧化作用所釋放出來(lái)的化學(xué)能，來(lái)同化空氣中的二氧化碳，以合成菌體及生長(zhǎng)所需的有機(jī)物。氧化亞鐵硫桿菌具有直接氧化某些礦物中的硫、鐵和其他金屬，以及破壞礦物、溶解金屬的能力；而所生成的硫酸、硫酸鐵又是許多礦物的有效溶劑。我們從氧化亞鐵硫桿菌身上，可以窺見(jiàn)細(xì)菌冶金所依據(jù)的一些基本原理。

堆積浸出法是細(xì)菌冶金的方法之一。其步驟是：先把幾十萬(wàn)噸礦石堆積成高達(dá)一百來(lái)米的礦石堆，然后用泵把細(xì)菌浸出劑、硫酸鐵、硫酸噴淋到礦石表面，并使之逐漸滲透。于是就發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，生成藍(lán)色的膽礬溶液（也就是古書(shū)上所說(shuō)的“膽水”）。待其流入低位池后，再放入鐵屑，置換出銅。在酸性環(huán)境的硫化物礦床中，化學(xué)能自養(yǎng)菌普遍存在，就不需要再專(zhuān)門(mén)接種細(xì)菌。用細(xì)菌冶金的方法，對(duì)于那些難于開(kāi)采的礦床具有重要意義，人們可以直接利用微生物的作用來(lái)“冶煉”礦石，得到金屬。

細(xì)菌冶金同用普通方法冶煉金屬相比，有著非常明顯的優(yōu)點(diǎn)。普通方法冶煉金屬要采礦、選礦、高溫冶煉，而細(xì)菌冶金可以在常溫常壓下，將采礦、選礦與冶煉合一，因此設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少、成本低、操作簡(jiǎn)便、節(jié)約能源。所以，細(xì)菌冶金技術(shù)的發(fā)展前景十分廣闊。目前，細(xì)菌浸出技術(shù)的應(yīng)用范圍還在不斷地?cái)U(kuò)大，例如從廢棄物、廢礦石、低品位原料中收取銅、鈾，從浸鈾副產(chǎn)品中回收某些稀土元素等等。鈾是眾所周知的一種重要的元素，一公斤鈾裂變能產(chǎn)生三百萬(wàn)公斤煤炭所產(chǎn)生的熱能。然而，地球陸地上鈾的儲(chǔ)量極少，要獲得它是很不容易的，我國(guó)科學(xué)工作者已經(jīng)把細(xì)菌浸出技術(shù)成功地應(yīng)用于鈾的提煉生產(chǎn)中。

參與細(xì)菌冶金的微生物種類(lèi)不少，細(xì)菌冶金的技術(shù)也在不斷發(fā)展?？梢灶A(yù)見(jiàn)，人類(lèi)在利用自然、改造自然的進(jìn)程中，必將大有可為。

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