从废水中提取稀土元素的细菌

稀土元素是由17种化学性质相似的金属组成的一组，之所以得名于稀土元素，是因为它们通常以低浓度(百万分之0.5至67之间)存在于地壳中。

在现代技术中，稀土元素是不可或缺的——例如，发光二极管、移动电话、电动机、风力涡轮机、硬盘、相机、磁铁和低耗能灯泡——对稀土元素的需求在过去几十年里稳步增长，预计到2030年还会进一步增长。

由于它们的稀有和高需求，它们变得非常昂贵。例如，目前一公斤氧化钕的价格约为175英镑，而同样数量的氧化铽的价格约为3350英镑。

中国目前几乎垄断了稀土的开采在瑞典有了新发现在一月份大张旗鼓地宣布了。

来自慕尼黑工业大学的一组德国科学家已经证明，某些类型的光合蓝藻可以有效地吸收来自采矿、冶金或电子垃圾回收的废水中的稀土元素。

吸收的材料之后可以从生物质中清洗出来，并收集起来重复使用。

“在这里，我们优化了蓝藻生物量吸收稀土元素的条件，并描述了结合它们的最重要的化学机制。这些蓝藻可以用于未来的环保工艺，同时回收稀土元素和处理工业废水，”该研究的作者Thomas Brück博士说。

该团队在实验室培养中测量了12株蓝藻对镧、铈、钕和铽的生物吸附潜力。

这些菌株中的大多数以前从未对其生物技术潜力进行过评估。这些样本来自高度专业化的栖息地，如纳米比亚沙漠的干旱土壤、世界各地地衣的表面、乍得的泡盐湖、南非的岩石裂缝或瑞士受污染的小溪。

作者发现，一种名为Nostoc的未鉴定的新细菌具有最高的生物吸附这四种稀土离子的能力。

研究发现，生物吸附强烈依赖于酸度，pH值在5到6之间时最高，在酸性较高的溶液中逐渐下降。当蓝藻生物量上没有其他非稀土金属(如锌、铅、镍或铝)的正离子对生物吸附表面的“竞争”时，该过程是最有效的。

研究人员使用一种称为红外光谱的技术来确定生物质中哪些功能化学基团主要负责稀土的生物吸附。

他们说，这项研究表明，即使在低浓度的金属下，蓝藻也有可能对稀土元素进行生物吸附。这个过程也很快;例如，溶液中的大多数铈在反应开始的五分钟内被吸收。

Brück补充说:“这里描述的蓝藻可以吸附相当于其干物质10%的稀土元素。”

“因此，生物吸附为从采矿、电子和化学催化剂生产部门稀释的工业废水中循环回收和再利用稀土金属提供了一种经济和生态优化的过程。

“该系统预计在不久的将来在经济上是可行的，因为稀土的需求和市场价格在未来几年可能会大幅上涨。”