铜萃取改质剂对浸矿细菌和矿石表面性质的影响(3)
3、通常疏水作用比静电作用更重要；
4、吸附一般是可逆的；
5、当静电相互作用弱或者说疏水性强时发生不可逆吸附；
6、有证据表明细菌与矿物表面之间存在水化层。
1.2.1 细菌表面性质对吸附影响
细菌的表面性质取决于它们的生长环境。傅建华的研究结果表明[7]在含有矿石培养基中生长的细菌表面比在含有可溶性亚铁离子培养基中生长的细菌表面合成了更多的蛋白质，孙超的研究文献表明[8]在黄铁矿溶液中培养的嗜酸氧化亚铁钩端螺旋菌比在可溶性亚铁培养基中培养的同种细菌在黄铁矿表面的吸附率高10%左右。P.德瓦西亚等人的研究指出[9]暴露于硫化矿的细菌有NH3、 NH2、CONH、CO、 CH3、 CH2、COOH等官能团的存在，而且生长在矿物基质的细菌比生长在9K基质的细菌显示出更强的疏水性，因而吸附性更强。
李芊的文献表明，发现EPS是细菌粘附的先决条件，是细菌和硫化物接触的中间媒介[10]。1996年，在共聚焦显微镜下第一次观察到了在流动反应器中黄铁矿表面有30-50mm厚的生物膜形成。通过分析EPS的化学成分，发现不同的培养基产生的EPS的量是有差异的，在硫酸亚铁上生长的细菌产生的EPS最少，而在黄铁矿培养基中培养的细菌产生的EPS是前者的13倍。EPS是细菌在生长过程中分泌的，包括很多种有机物质成分，比如:糖类、脂类、蛋白质及松散缔合的脂肪酸等，但有研究者指出这些成分的含量及种类受培养基成分的影响。化学分析结果表明，A. ferrooxidans，A. thiooxidans和Leptospirillumferrooxidans形成的EPS的组成随细菌的不同、生长基质的不同而不同；在二价铁离子溶液和黄铁矿培养基中培养生长的细菌，其EPS中三价铁离子是唯一可检测的离子，而在硫培养基生长的细菌中EPS中没有检测到三价铁离子。
1.2.2 矿物表面性质对细菌吸附的影响
微生物对矿物的吸附作用是在矿物表面发生的，因此矿物表面的性质对吸附影响极其重要。矿物经过研磨破碎后，晶体结构遭到破坏，不同的裂开面具有不同的性质：不同的原子、离子、分子组成；不同的表面电性、表面能；不同的表面缺陷及质点密度；不同的位置，细菌的吸附情况是不同的，并且Vavghan D J，傅建华等 [11-12]在研究中指出不同的磨矿方法也会对矿物的表面性质产生影响。有研究表明细菌容易选择吸附到高表面能的位点。破碎后的矿物在水溶液中由于发生表面溶解和离子交换等反应使其带电，电泳测得硫化矿的等电点一般在5-7之间，表明在细菌吸附发生过程中硫化矿带正电[13]。矿物表面性质对细菌吸附的影响主要由以下四点：
1、元素的化学态
硫化物表面的化学态决定着硫化物的细菌氧化难易程度、当硫化物表面元素的化学态发生改变时，导致它的电位随之改变，直接影响硫化物表面的性质和活性。
2、表面离子、原子基团的性质及分布特征
矿物经过研磨破碎后，品体结构遭到破坏，矿物的表面元素分布，尤其是最外层1-3个原子层区间的元素分布及化学键直接影响矿物的表面性质。表面层的原子、离子和分子面朝外的方向是空的，有剩余的不饱和键能。矿物经过研磨破碎后，表面出现了大量的断键，形成过剩的能量，形成矿物的表面能，而在细菌细胞表面上分布着许多膜蛋白，并含有NH3，NH2，CONH，CO，CH3，CH2，COON等官能团，这便为细菌的吸附提供了条件，表面电荷分布不同，其疏水性也不同，硫化物基团对细菌吸附程度也会不同，将会导致同一矿物的颗粒上细菌有选择性的进行吸附氧化。硫化物的晶体结构、健性、离子化程度、晶格能等因素影响了破碎面的表面能高低和极性程度，进而影响了微生物对硫化物的吸附。