Железобактерии

В вопросе о том, какие организмы следует относить к железобактериям, нет единого мнения.

С. Н. Виноградский впервые термин «железобактерии» применил для обозначения организмов, использующих энергию окисления Fe²⁺ → Fe³⁺ для ассимиляции СО2, т.е. способных существовать хемолитоавтотрофно.

Х. Милош к железобактериям относил все организмы, откладывающие вокруг клеток окислы железа или марганца независимо от того, связан ли этот процесс с физиологическими функциями организма.

В настоящее время большинство исследователей придерживается второго взгляда.

К накоплению вокруг клеток железа и марганца ведут разные процессы:

1) Fe и Мn образуют комплексы с органическими веществами, которые затем используются некоторыми видами железобактерий, при этом окислении Fe и Мn освобождаются и выпадают в осадок.

2) Концентрирование вокруг клеток Fe и Мn возможно на основе различия электрических зарядов ионов металлов и клеточной поверхности, имеющей суммарный отрицательный заряд.

3) Отложение окислов Fe и Мn вокруг клеток может быть результатом реакции этих ионов с продуктами метаболизма бактериальной клетки, в частности с Н₂О₂, которая выделяется из клетки и накапливается в капсулах или чехлах. В нейтральной и слабокислой среде:

2Н⁺ + 2Fe²⁺ + Н₂О₂ →2Fe^{3 +} + 2Н₂O

Окисление Мn идет в присутствии каталазы – функция пероксидазы: Мn²⁺ + 2Н₂O₂ → МnO₂ + 2Н₂O. Физиологический смысл процессов окисления ионов Fe и Мn с участием перекиси – детоксикация вредного продукта.

4) Есть микроорганизмы, у которых окисление Fe связано с получением энергии: 4Fe²⁺ + 4Н⁺ + O₂ → 4Fe³⁺ + 2Н₂O.

Thiobacillus ferrooxidans (pH=2,5). Обитает в кислых рудничных водах, содержащих пирит (FeS₂) – хемолитоавтотроф.

Sulfolobus acidocaldarius – термофил.

Leptospirillum ferrooxidans – окисляет только железо, а серу нет.

Также относится род Gallionella.

Марганец окисляет Leptothrix discophorus.

Выщелачивание металлов из руд. Способность ацидофильных бактерий, окисляющих серу и железо, превращать сульфиды и серу в водорастворимые сульфаты тяжелых металлов используют для выщелачивания бедных руд с целью получения меди, цинка, никеля, молибдена, урана. Широко применяют для получения металлов из отвалов породы. Есть попытки осуществлять подземный горный промысел.

Через руду пропускают воду, насыщенную кислородом и суспензией клеток Thiobacillus ferrooxidans, Th. thiooxidans. В руде есть FeS₂, ZnS, PbS, NiS, MoS₂, CoS, CuS. Затем раствор с сульфатами этих металлов концентрируют и металлы осаждают.

Растворение сульфидов тяжелых металлов происходит благодаря совместному действию многих процессов:

1) бактериального окисления восстановленных соединений серы, или элементарной серы до серной кислоты;

2) бактериального окисления Fe²⁺ до Fe³⁺;

3) химического окисления нерастворимых солей тяжелых металлов до растворимых сульфатов.

Дата добавления: 2014-01-07