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本书针对低品位重金属矿物资源高效生物提取及重金属污染源头治理的共性过程和科学原理，从微生物-矿物相互作用与重金属生物浸出和固定的耦合关系出发，论述两者之间的微观作用和宏观效应的统一关系、生物浸出/AMD环境表型组学概念与方法、重金属生物浸出和固定的微生物调控原理，以及重金属生物浸出强化途径；同时，重点针对典型AMD环境重金属锑砷汞转化与归趋，阐释微生物铁硫氧化还原作用介导下的铁硫/重金属元素形态转化及其与重金属浸出/固定的耦合关系与调控途径，其中涉及微生物组、矿物组、矿物转化组、同步辐射技术、超级计算以及典型的表界面表征方法和手段。

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  第1章 微生物-矿物相互作用：微观作用与宏观效应的统一 1
  1.1 微观作用-宏观效应统一的概念 1
  1.1.1 宏观与微观 1
  1.1.2 宏观效应 3
  1.2 微生物-矿物相互作用中微观-宏观统一关系 5
  1.2.1 本质与内涵 5
  1.2.2 理论与工程实践 22
  1.2.3 过程与方法 23
  第2章 生物浸出/AMD环境表型组学概念与方法 26
  2.1 生物学表型组学概念与方法 27
  2.1.1 生物学表型组学概念 27
  2.1.2 生物学表型组学研究原理与方法 32
  2.1.3 生物学表型组学研究在我国的主要进展 33
  2.2 环境表型组学概念与方法 33
  2.2.1 环境基本特征 33
  2.2.2 环境表型组学概念 34
  2.2.3 环境表型组学方法 35
  2.3 生物浸出/AMD环境表型组学 41
  2.3.1 生物浸出/AMD环境的基本作用过程与表型特征 41
  2.3.2 生物浸出/AMD环境表型组学概念与方法 44
  第3章 重金属生物浸出与固定的微生物调控原理 48
  3.1 典型重金属的常见赋存形态及表征技术 49
  3.1.1 典型重金属的常见赋存形态 49
  3.1.2 典型重金属赋存形态表征技术 51
  3.2 微生物铁硫氧化还原调控重金属赋存形态与归趋原理 53
  3.2.1 微生物铁硫氧化与重金属归趋 54
  3.2.2 微生物铁硫还原与重金属归趋 57
  3.3 微生物铁硫氧化还原驱动重金属生物浸出与固定的环境表型组学机制 61
  3.3.1 微生物铁硫氧化驱动调控 62
  3.3.2 微生物铁硫还原驱动调控 65
  3.4 重金属生物浸出与固定微生物调控的矿物表型组学：以砷为例 67
  3.4.1 生物铁硫氧化调控 67
  3.4.2 生物铁硫还原调控 72
  3.4.3 含铁次生矿物形成/转化对重金属固定的核心调控作用 75
  第4章 微生物铁硫氧化强化硫化矿浸出 81
  4.1 金属硫化矿生物浸出途径 81
  4.2 Cl？对生物浸出的强化作用 82
  4.3 活性炭对生物浸出的强化作用 85
  4.4 Fe3？对生物浸出的强化作用 88
  4.5 Ag？对生物浸出的强化作用 102
  4.6 人工海水pH调控对生物浸出的强化作用 105
  4.6.1 浸出体系理化参数变化 105
  4.6.2 矿物表面形貌及物相组成 107
  4.6.3 硫、铁、铜形态转化规律 109
  4.6.4 微生物群落演替规律 114
  第5章 微生物铁/硫氧化还原介导下锑的转化与归趋途径 117
  5.1 微生物-辉锑矿相互作用下锑形态转化与归趋 117
  5.1.1 锡矿山嗜酸菌富集物与辉锑矿相互作用 117
  5.1.2 嗜酸氧化亚铁硫杆菌-辉锑矿相互作用 123
  5.1.3 黄铁矿/砷黄铁矿-嗜酸氧化亚铁硫杆菌相互作用介导下辉锑矿溶解 131
  5.2 微生物厌氧硫还原与锑形态转化和归趋 141
  5.2.1 AMD富集物厌氧硫还原耦合Sb(III)转化过程中理化参数变化 141
  5.2.2 富集物厌氧硫还原耦合Sb(III)转化过程中生物膜物质比较 143
  5.2.3 AMD富集物厌氧硫还原耦合Sb(III)转化过程中沉淀物组分 145
  5.3 A.ferrooxidans介导含锑黄钾铁矾厌氧转化过程中锑形态转化 152
  5.3.1 含锑黄钾铁矾的表征 153
  5.3.2 厌氧转化黄钾铁矾过程中溶液理化性质变化 153
  5.3.3 固相表面形貌特征、组分演变及物相转化 155
  5.3.4 Fe、S和Sb元素形态转化规律 160
  第6章 嗜酸微生物Fe/S形态转化-As固定耦合关系及其调控途径 165
  6.1 砷胁迫下AMD富集物群落-黄铁矿作用过程 165
  6.1.1 大宝山矿区样品宏基因组分析 165
  6.1.2 As(III/V)对AMD富集物-FeS？相互作用过程的影响 166
  6.2 AMD富集物群落-黄铁矿-As(III/V)作用过程：pH影响 172
  6.2.1 不同pH对AMD富集物多样性及群落组成的影响 172
  6.2.2 不同pH对AMD富集物-FeS？-As(III/V)作用过程的影响 174
  6.2.3 固相沉淀物的形貌和组成分析 177
  6.2.4 固相沉淀物的Fe/S/As赋存形态分析 181
  6.2.5 AMD富集物-FeS？相互作用过程对As固定的影响机制 185
  6.3 AMD富集物群落-黄铁矿-As(III/V)作用过程：FA影响 186
  6.3.1 FA对AMD富集物多样性及群落组成的影响 186
  6.3.2 FA对AMD富集物-FeS？-As(III/V)作用过程的影响 186
  6.4 AMD富集物群落-黄铁矿-As(III/V)作用过程：PO？3？影响 196
  6.4.1 [PO？3？]对AMD富集物群落组成的影响 196
  6.4.2 [PO？3？]对AMD富集物-FeS？-As(III/V)作用过程的影响 197
  6.5 AMD环境典型组分[FeSO？(aq)]对含铁次生矿物形成/转化耦合As固定的影响机制 207
  6.5.1 不同[Fe3？]对含铁次生矿物形成及As(III/V)吸附和固定的影响 207
  6.5.2 含铁次生矿物对As(III/V)吸附和固定效果的差异性分析 209
  第7章 嗜酸氧化亚铁硫杆菌介导的汞转化与归趋 218
  7.1 嗜酸氧化亚铁硫杆菌铁硫氧化/还原耦合汞转化与归趋 218
  7.1.1 嗜酸氧化亚铁硫杆菌铁硫氧化耦合汞转化与归趋 219
  7.1.2 嗜酸氧化亚铁硫杆菌厌氧铁还原-元素硫氧化作用耦合汞转化与归趋 225
  7.2 嗜酸氧化亚铁硫杆菌-黄铁矿相互作用耦合汞转化与归趋 231
  参考文献 242
  附录 专业词汇释义表 266