三天內“吃掉”鐵釘智利科學家計劃用“食金屬”細菌凈化采礦業

在自然界中，有被稱之為“食鐵獸”的動物，可強力破壞銅鐵。不過“食鐵獸”憑借的是鋒利的牙齒，現如今，一種微生物被發現可用來“吞噬”金屬。

近日，智利生物學家納達克·瑞爾斯通過讓微生物處于饑餓的狀態下，在三天內完成了一根鐵釘的“吞噬”過程。現在，她想用同樣的方法，以微生物瓦解大型采礦料斗，從而幫助清除金屬廢料。

瑞爾斯展示“食金屬”細菌中的釘子

瑞爾斯目前經營著一家叫做Rudanac Biotec的實驗室，該實驗室位于距離圣地亞哥1100公里的工業區安托法加斯塔內。

安托法加斯塔是一個神奇的區域，它處于沙漠中，是世界上最干旱的區域之一，但同時它也是智利最大的采礦和冶金工業所在地。該地區分布著大量可回收和不可回收金屬垃圾，如果不融化，這些垃圾將永遠散落在沙漠中。

瑞爾斯在大學期間提出了她的想法，當時她在一家采礦工廠進行測試，使用微生物來改善銅提取。在這個過程中她意識到采礦業有不同的需求，例如金屬廢料的處理方式。

受到采礦業經驗的啟發，瑞爾斯在她的實驗室啟動了一個名為Spiromet的項目，專注于“廢金屬的生物分解”。

“我們的產品由生物技術解決方案組成，該解決方案由適應極端條件的不同微生物組成，這些微生物以金屬為食，并產生在工業中具有多種應用的生物技術解決方案，其中包括提高濕法冶金過程中銅的回收率。”她強調說。

借助各種尺寸的試管和燒瓶、液體溶液和顯微鏡，瑞爾斯將研究重點放在鉤端螺旋體細菌（Leptospira，簡稱鉤體）上。該鉤體屬于一種極端微生物，這意味著其可以在極端條件下存活，只需要通過元素氧化就可為自身獲取能量。

瑞爾斯從距離安托法加斯塔350公里、海拔4200米的塔蒂奧間歇泉周圍提取該鉤體。這種微生物生活在酸性環境中，在很大程度上不受大多數金屬濃度相對較高的影響。

“但當它們餓了時，它們必須找到一種方法來適應和養活自己。”瑞爾斯表示。

最開始的時候，該鉤體需要兩個月的時間才能完成指甲分解。經過長達兩年的試驗，現在的微生物可以在短短三天內“吃掉”指甲，吞噬金屬的速度也在顯著增加。此外，當分解過程完成時，剩下的只是微紅色的液體殘留物。

目前該解決方案的可行性已在一系列實驗中得到驗證。但下一步實驗卻遲遲無法取得進展，瑞爾斯表示，“我需要大量的資金來確定這個方法是否能吞噬中型光束或料斗”。

據了解，智利是世界領先的金屬出口國。尤其是銅產業，占據了智利國內生產總值的10%以上，但也因此智利產生了大量污染環境的采礦廢料。

瑞爾斯進行實驗

金屬廢料

“很多人不認為金屬廢料是污染物，因為它要經過冶煉等回收過程，但事實上并不是所有的金屬廢料都能經過這個過程。例如，廢棄的車輛，所有這些涂漆的金屬結構都不能通過冶煉等過程。”瑞爾斯解釋說。采礦設備顯然也屬于不能回收的行列。

那么廢金屬不熔化回收會發生什么呢？

據悉，在這種情況下，廢金屬通常會隨著雨水和環境的暴露而積攢起來，并逐漸氧化，而這個過程其實也是重金屬不斷釋放的過程，從而導致環境污染。

由于智利的法律要求采礦行業必須消除其產生的廢料，各大礦業公司為此付出了高昂的代價，比如使用大噸位卡車運輸廢料，20公里的花費便高達2萬美元。

因此，當該技術提案在通過實驗室的一些重要測試后，已經有礦業公司對這項研究表現出濃厚的興趣。

一方面，“化學和微生物測試”已經證明該技術不會傷害人類或環境。而且在采礦提取過程中使用該微生物將被認定為是“綠色采礦”。因為與傳統使用硫酸和其他試劑相比，其污染的影響要低得多。

另一方面，該技術可以完全消除金屬廢物，除了應用循環經濟外，還可以減少60%的費用。正如瑞爾斯所說，廢料生物分解后產生的溶液有多種應用，其中之一是提高采礦業硫化物中銅的回收率。此外，它還可以去除金屬結構中的氧化并產生濃縮的鐵溶液。

值得一提的是，此項技術具有全球應用可能，因為它可以分解任何類型的金屬結構，不僅可以用于采礦，還可以用于建筑、港口和鐵路行業等。

目前瑞爾斯正在為該產品和工藝申請國家和國際專利。但更重要的是，她希望它能幫助所有礦區減少金屬浪費。