找些细菌当“矿工”

能给矿石“洗澡”

采矿是很费劲的事，要挖坑道又要采矿石，还得把矿石运到选矿厂去粉碎、选矿，最后才能进冶炼厂。这不仅需要大量的人力和物力，还要耗费大量的能源。要是能有省事点的办法就好了。

办法还是有的，那就是细菌采矿。硬邦邦的固体矿石，在含有细菌的溶液里泡上一泡，好好“洗”上一个“澡”，金属就乖乖地投进了溶液的“怀抱”。就这样，固体矿产被改造成为能流动的液体矿产，我们就可以像开采石油那样来开采它。让我们用慢镜头看一下。含有某些菌种的溶液在通过矿石时，溶液中的细菌会不断地分泌出一种具有特殊催化作用有机酶。这种酶能侵蚀破坏矿物内部的结构，把藏在其中的金属元素浸溶出来，送到溶液里去。这些含有金属的溶液，经过简单的化学处理，金属就会沉淀下来，与其他小伙伴“分家”了。

细菌采礦法在处理利用价值不大的贫矿、尾矿，以及废弃的老矿时，与普通的采矿方法相比，有很大的优越性。这话怎么说？一些贫矿、废矿里，主要矿产开采完了，还有少量其他金属，用细菌浸溶可以回收里面的贵重有色金属和稀有金属，不至于让废矿彻底变废，达到防止矿产资源流失的目的，是最大限度利用矿藏的一种冶金方法。

此外，那些对人体有害的放射性矿产及埋藏得很深的金属矿产也需要细菌来帮忙。开采者先给这个矿床打一些钻井，再用爆破的方法使井下岩石破碎松动，造成许多裂隙通道之后，输送细菌深入矿床内部。在经过一番细菌溶解工作以后，人们把溶液从井下抽吸上来，进行金属回收，既便利又安全。

生存环境要求高

细菌采矿需要有适合其生存的环境，如温度、湿度和光照。以光照来说，有的细菌喜欢明亮，有的却爱黑暗。另外，它们还要“营养”，主要就是二氧化碳、硫黄、硫化物等。好在这些物质在需开采的矿藏里含量还是挺丰富的，不怕细菌“吃不饱”。只是细菌怕冷，要是在冬天或在寒冷的地区工作，它们就不能适应了。

火星畅想曲

细菌采矿是一个别开生面的技术领域，但溶液分布不均、细菌活力低等一系列问题还有待解决。随着高科技研究的深入，细菌采矿所面临的问题将会逐步解决。可以这么说，21世纪中期，我们很多矿藏的开采，都得请这位能干的采矿家——细菌来帮忙。

荷兰代尔夫特理工大学的博士生本杰明·莱纳就建议先将能够在火星土壤中开采铁矿的细菌——沙门氏菌送到火星。莱纳说：“以火星的自然形态来看，我们不能大量利用火星土壤中的铁，但是沙门氏菌能够让铁转化成磁铁——一种磁性的氧化铁。”

关于火星“矿工”的Q&A

先把细菌送过去。在人类远征火星之前，我们可以发射一个无人太空舱到火星上去，这个太空舱里有探测车、生物反应器、3D打印机。探测车可以在火星上自由行走，并且铲起富含铁的土壤或者风化层。紧接着，机器人将土壤带回装有沙门氏菌的生物反应器。然后沙门氏菌开始工作，从含有磁性物质的土壤里提取并分离出磁铁矿。最后，3D打印机能够把这种原始金属材料变成能够为人所用的零件，制造出螺丝、螺母、螺栓，或者其他建筑材料。这些材料是在火星建设人类宜居建筑的必需品。

[细菌“采矿”产量怎么样？]

在这个过程中究竟能制造出多少的铁呢？莱纳以及他的团队给出一个数据，一个1400升的反应堆每年可以产生350公斤的材料。在不到三年半的时间里，它将制造出超过太空舱容量的铁。通过发射这些无人舱到火星，我们能够在短短几年内就能制造出大量的铁。

[为什么要让细菌“采矿”？]

因为细菌是廉价而实用的“先遣部队”。除了让火星为第一批登陆的人类做好准备，类似的任务和想法也将会是人类在火星继续生存的关键。假如在离地球如此之远的星球上发生物品损坏，向地球远程订购替代品是不切实际的，所以这样的可持续性的解决方法就至关重要了。

这个方法考虑了火星表面的苛刻条件以及发射至火星所需的经济和载重限制。细菌是能够自我繁殖的，重量也可以忽略不计，运输费用廉价，同时还能够承受高辐射。不过唯一的问题是，它们也需要营养供给。

将微藻和细菌一并发射至火星，它能为细菌提供足够的养分。微藻可以独立生存，只要有阳光和二氧化碳就可以，它们能够把氧气和营养提供给细菌。微藻的残留废物（包括了生物反应器产生的有机废物）也能够在未来被登陆火星的人类用作堆肥。

[细菌“矿工”有什么不良影响？]

可能会影响我们寻找火星生命。火星可能会被地球的细菌污染。为了防止这样的情况发生，将“矿工”所产生的铁材料安全地存储在太空舱侧面的充气密封室中。

太空采矿具有巨大的经济前景。地球上许多金属未来会出现供应短缺，可能会导致战争的发生，如果我们能够找到新的金属来源，便可降低这样的风险。太空采矿也能造福地球环境。如果在将来的某一天，所有重工业和采矿业都要“移师太空”，也许地球又会是那个山清水秀的美丽星球！