Окисление сероводорода

Трансформация соединений серы бактериями

Образующийся в почве и загрязненных водоемах сероводород (H₂S) окисляется тионовыми и серобактериями до H₂SO₄.

Тионовые бактерии — мелкие одиночные клетки, у кото­рых при окислении сероводорода не происходит отложения се­ры в клетке и на ее поверхности. Энергию окисления восста­новленных соединений серы в серную кислоту они используют для поддержания процессов жизнедеятельности, ассимилируя углерод из СО₂ (относятся к облигатным хемолитоавтотрофам).

Для выявления тионовых бактерий можно использовать среду следующею состава (г/л дистиллированной воды): Na₂SO₄ (гипосульфит натрия) – 5,0; NaНCO₃— 1,0; К₂НРО₄ — 0,2; NH₄C1 – 0,1; MgCl₂ - 0,1.

Среду разливают в эрленмейеровские колбы емкостью 100—150 мл по 30—50 мл и заражают сточной водой или илом. Колбы помещают в термостат при температуре 30 °С. Через не­сколько дней в среде появляется свободная сера и обнаружива­ются бактерии Thiobacillus thioparus.

Серобактерии подразделяют на две группы: бесцветный и окрашенные - фотосинтезирующие. К бесцветным относят­ся представители рода Beggiatoa (свободноплавающие длинные нити) и Thiothrix (отличающиеся неподвижным образом жизни). Внутри клеток серобактерий или на их поверхности отлагаются капли серы. По типу углеродного питания они – миксотрофы: за счёт энергии окисления H₂S ассимилируют СО₂, но одновременно нуждаются и в органических соединениях.

Для получения культуры бесцветных серобактерий (по Виноградскому) на дно высокого цилиндра или аквариума бросают немного ила, гипса для усиления выделения H₂S, остатки водных растении и доверху заполняют его водой.

Примерно через месяц на поверхности появляется серовато-белая хрупкая пленка, состоящая из крупных нитей серобактерий с включениями капельножидкой серы. Наиболее чаще встречаются представители рода Beggiatoa.

К цветным серобактериям относят пурпурные и зелёные микроорганизмы, являющееся фотолитоавтотрофами. Ис­точником энергии дли автотрофной ассимиляции СО₂ у них служит свет, донором водорода для восстановления СО₂ — H₂S. Фотосинтез у этих бактерий протекает в анаэробных усло­виях и не сопровождается выделением кислорода.

Для получения накопительной культурыфотосинтезирующих серобактерий используют среду Ван-Hиля следующего состава (%): NaHCO₃ - 0,5; NH₄Cl – 0,1; Na₂S•H₂О – 0,1; KH₂PО₄ - 0,1; MgCl₂•6H₂ – 0,05; NaCl – 0,5; водопроводная вода.

В среду добавляют ацетат, малат или сукцинат натрия в количестве 0,1 — 0,2%, так как многие фотосинтезирующие бактерии быстрее развиваются в присутствии органических веществ, чем на одной минеральной среде, pН среды устанавливают по бромтимолблау равным 7,0 – 7,5.

В склянки с притертыми пробками емкостью 100— 150 мл вносят 5—10 мл инокулята (исходным материалом может служить ил из разных водоёмов), затем их доверху наполняют средой Ван-Ниля, закрывают стеклянными пробка­ми, вытесняя часть жидкости. Таким образом в склянках создаются анаэробные условия.

Склянки со средой и инокулятом помещают в люминостат с температурой 30 °С. После 4 – 7 сут инкубации в среде развиваются пурпурные или зелёные серобактерии (в зависимости от посевного материала). В случае развития пурпурных серобактерий среда приобретает сначала розовый, затем — красный цвет; при развитии зеленых серобактерий — жел­то-зеленый цвет.

Для знакомства с морфологией фотоавтотрофных бакте­рий из накопительной культуры готовят препарат в раздавлен­ной капле и просматривают его с иммерсионной системой объектива. В подвижных клетках серобактерий видны включе­ния серы.

Дата добавления: 2014-01-04