Определение бактерий Thiobacillus Ferrooxidans и их классификация
Тысячелетиями занималась переработкой нефти или минералов и отделением меди от низкокачественных руд путем выщелачивания или плавления. Примерно в 1957 году успешно разработал метод отделения меди от руды с помощью бактерий. Бактерия, которая может отделять медь от ее семян, - это Thiobacillus ferrooxidans, которая возникает в результате окисления неорганических соединений, особенно соединений железа и серы. Эта бактерия относится к типу хемолитотропных бактерий или камнеедов. Хемолитические бактерии процветают в среде, бедной органическими соединениями, потому что они могут извлекать углерод непосредственно из CO2 в атмосфере.
Бактерии Thiobacillus Ferrooxidans Bakteri
Роль бактерий в высвобождении металлов из отложений земных пород была известна только недавно. В первом отчете говорилось, что только в 1920-х годах было известно, что некоторые бактерии играют роль в высвобождении Zn и FeS из горных пород, хотя в то время они не были идентифицированы. Истинная роль бактерий в высвобождении металлов была открыта только в 1947 году, когда Артур Colmer 7 M.E. Хинки из Университета Западной Вирджинии в Моргантауне смог определить тип бактерий. что. Бактерия теперь называется Thiobacillus ferrooxidans, которая играет важную роль в высвобождении металлов из сульфидных отложений.
Среди группы Thiobacilli Thiobacillus ferrooxidans возникла как экономически значимая бактерия в области выщелачивания сульфидной руды с момента ее открытия в 1950 году Colmer et al. Открытие Т. ferrooxidans привело к развитию новой отрасли металлургической науки под названием «биогидрометаллургия», которая занимается со всеми аспектами микробного извлечения металлов из минеральных или твердых отходов и кислотного дренажа шахт и т.п.
Биогидрометаллургия - это наука и технология, изучающая переработку и разработку полезных ископаемых и металлов. В сферу металлургии входят: переработка полезных ископаемых (обогащение), извлечение металлов из минеральных концентратов. (добывающая металлургия), процессы производства металлов (металлургия), разработка физических свойств металлов (физические металлургия). Одно из его направлений - биогидрометаллургия, а именно переработка металлических руд в чистый металл путем добавления живых существ, таких как бактерии. Например: Thiobacillus ferrooxidan играет роль в отделении металлов от их руд или примесей, чтобы получать металлы высокого качества.
Также читайте статьи, которые могут быть связаны: Размножение бактериальных клеток
Бактериальная систематика Thiobacillus Ferrooxidans
Thiobacillus ferrooxidans также обычно называют Acidithiobacillus ferrooxidans
Научная классификация
- Царство: Эубактерии
- Тип: протеобактерии.
- Класс: Gammaproteobacteria
- Отряд: Acidithiobacilillales
- Семья: Acidithiobacillaceae
- Род: Acidithiobacillus
- Виды: Acidithiobacillus ferroxidans
Морфология
Thiobacillus ferrooxidans - грамотрицательная аэробная хемолитотрофная бактерия. Сапрофитные бактерии, а именно бактерии, которые живут из останков мертвых организмов или мусора, Thiobacillus - это цветной, с бактериальным полюсом жгутика. В них есть оксид железа, который позволяет им метаболизировать ионы железа.
Физиология
Thiobacillus ferrooxidans - это бактерия, переносящаяся по воздуху. В том числе термофильные бактерии, живущие при температуре 45-50 ° С.о С. Он также относится к ацидофильным бактериям, которые живут при pH от 1,5 до 2,5. Некоторые виды растут только при нейтральном pH.
Экология
Thiobacillus ferrooxidans - наиболее распространенный тип горнодобывающих бактерий в свалках. Эти организмы являются ацидофильными (любящими кислоты) и увеличивают скорость окисления пиритовых хвостов угольных шахт и месторождений. Согласно Бримену (1993), скорость снижения pH из-за окисления пирита определяется количеством пирита, скоростью окисления, скоростью изменения продукта окисления и нейтрализующей способностью. Процесс окисления может быть опасным, потому что он производит серную кислоту, которая является основным инструментом. Однако он также может быть полезен при извлечении таких материалов, как медь и уран. Феррооксиданы образуют симбиотические отношения с представителями бактерий типа Acidiphilium, бактерий, способных восстанавливать железо. Другие виды Thiobacillus растут в воде и отложениях; Есть два типа пресной и морской воды.
Также читайте статьи, которые могут быть связаны: Характеристики микоплазменных бактерий в биологии
Характеристики бактерий Thiobacillus Ferrooxidans Bakteri
Acidithioacillus ferrooxidans классифицируются как автотрофные организмы, ацидофильные, мезофильные организмы, встречаются одиночными, а иногда и парами или цепочками, в зависимости от условий выращивания. Были описаны как высокоподвижные штаммы, так и неподвижные. Последние данные указывают на высокую степень генетической гетерогенности изолятов Acidithiobacillus ferrooxidans, которые классифицируются как один вид. Подвижные штаммы имеют один жгутик и пили. Эта бактерия не имеет спор и имеет геном примерно 2,8 × 10. 6 пар оснований и 55-65% содержания GC.
Acidthiobacillus ferrooxidans растет при значениях pH 4,5–1,3 в базальной и солевой среде, обусловленной биосинтетическими потребностями путем автотрофии с использованием углерода из атмосферного диоксида углерода. Фиксация азота также является важной экологической функцией, выполняемой бактериями в ацидофильных средах обитания. Метаболическая энергия получается аэробно путем окисления соединений серы за вычетом неорганических ионов или ионов двухвалентного железа. Также был обнаружен анаэробный рост с использованием элементарного водорода или восстановленных неорганических соединений серы в качестве доноров электронов и ионов железа в качестве акцепторов электронов.
Thiobacillus ferrooxidans грамотрицательные, облигатно автотрофные аэробные и протеобактерии. Эти бактерии подвижны и имеют полярные жгутики. Т. Феррооксиданы являются ацидофилами, обитающими в среде с оптимальным диапазоном pH от 1,5 до 2,5. Т.феррооксиданы также теплолюбив, предпочитая температуру от 45 до 50 градусов по Цельсию. Устойчивость бактерий к высоким температурам может быть частично обусловлена высоким содержанием GC, которое составляет от 55 до 65 мол.%.
Тиобациллы являются облигатными автотрофными организмами, то есть им требуются неорганические молекулы в качестве доноров электронов и неорганический углерод (например, диоксид углерода) в качестве источника. Они получают питательные вещества, окисляя железо и серу с помощью O2. Тиобациллы не образуют спор, являются грамотрицательными протеобактериями. Их жизненный цикл типичен для бактерий с размножением путем деления клеток.
В обмене веществ Thiobacillus ferrooxidans классифицируются как хемоавтотрофные бактерии. Хемоавтотрофы - это организмы, которые могут использовать энергию химических реакций для производства собственной пищи из органических материалов. Хемоавтотрофные бактерии используют химическую энергию окисления органических молекул для приготовления пищи. Органические молекулы, которые могут использоваться бактериями Thiobacillus ferrooxidans - это соединения, сера и железо, которым нужен кислород.
группа Тиобациллы род, также известный как Ацидитиобациллы, бесцветные палочковидные бактерии. Эти бактерии обладают способностью получать энергию от окисления соединений серы. Поэтому экологические требования включают наличие неорганических соединений серы. Эти респираторные бактерии преимущественно используют кислород в качестве конечного акцептора электронов.
Тиобациллы - важнейший род хемолитотрофов, метаболизирующих серу. К ним относятся подвижные стержневидные клетки, которые можно изолировать от рек, каналов, подкисленных сульфатных почв, дренажа шахтных отходов и других мест добычи полезных ископаемых. Эти тиобациллы адаптированы к широким колебаниям температуры и pH и могут быть легко изолированы и обогащены.
Эти бактерии могут иметь симбиотические отношения с представителями рода acidipilum, бактериями, способными восстанавливать железо. Другие виды этой бактерии также могут жить в воде и отложениях.
Также читайте статьи, которые могут быть связаны: Бактериофаг - определение, характеристики, структура, группа, размножение, литический цикл, лизогенный цикл, примеры
Его роль в окружающей среде
Один из видов топлива, которым много в мире, - это уголь. Сжигание угля - это метод утилизации угля, который практикуется уже давно. Проблема, возникающая в результате прямого сжигания угля, - это выброс газообразного диоксида серы. Серу, содержащуюся в угле, необходимо удалять, поскольку сера может оказывать ряд негативных воздействий на окружающую среду.
Одной из самых безопасных и экологически чистых альтернатив десульфуризации угля является микробиологическое использование бактерий Thiobacillus ferrooxidans и Thiobacillus thiooxidans. Использование комбинации этих двух бактерий предназначено для дальнейшей оптимизации обессеривания. Thiobacillus ferrooxidans обладает способностью окислять железо и серу, тогда как Thiobacillus thiooxidans не может окислять серу самостоятельно, но растет за счет серы, выделяющейся после железа окисленный.
Микробиологическая десульфурация угля с использованием этих двух бактерий имеет ряд преимуществ. преимущества по сравнению с химической десульфуризацией, которая более эффективна, экономична и безопасна среда. К настоящему времени было проведено несколько исследований по десульфуризации угля, но результаты все еще не оптимальны. Есть надежда, что десульфуризация угля может снизить содержание серы в угле с целью, по крайней мере, снижения содержания серы в угле. уменьшить количество сульфатов, загрязняющих окружающую среду, рассматривая уголь как альтернативную энергию для замены нефти в будущем будущее.
Thiobacillus Ferrooxidans. Окисление и восстановление железа
В аэробных условиях бактерии Thiobacillus ferrooxidans может использовать энергию выделения Fe2+ . Эти процессы включают:
2Fe2+ + O2 + 2 часа+ 2Fe3+ + H2O
Окисление пирита (FeS2) в SO42- и Fe3+ делать бактерии, если условия окружающей среды с повышенной кислотностью. Thiobacillus ferroxidans окисляет железо в форме сульфата железа с образованием сульфата железа.
4FeSO4 + 2 часа2ТАК4 + O2 2 Fe2 (ТАК4)3 + 2 ч2O
Сульфат железа влияет на кислотность после гидролиза до формы гидроксида железа.
2 Fe2(ТАК4)3 + 12 часов2O -à 4 Fe (OH)3 + 6 часов2ТАК4
Каковы преимущества процесса окисления Fe.?2+? Микробы получат дополнительную энергию. Ионы Fe 3+ физически сформированный защитит микробы и повысит стабильность микроколоний на поверхности твердых предметов.
Также читайте статьи, которые могут быть связаны: Характеристики бактерий
Использование бактерий Thiobacillus Ferrooxidans Bakteri
Преимущество
Наличие бактерий может значительно увеличить скорость всего процесса стирки. Thiobacillus ferrooxidans окисляет соединения серы железа (сульфид железа) вокруг себя. этот процесс высвобождает определенное количество энергии, которое будет использовано для образования необходимых соединений и производства серной кислоты и соединений серного железа. эти два соединения будут атаковать породы вокруг меди, чтобы ее можно было отделить от руды.
Thiobacillus ferrooxidans превращает нерастворимый в воде сульфид меди в водорастворимый сульфат меди. Когда вода течет через скалы, соединения сульфата меди уносятся, и медленно море собирается в цветные лужи. бриллиантовый синий В почвенной среде T. ferrooxidans полезен как источник медленно высвобождающихся фосфатов и сульфатов для удобрений. почва.
Thiobacillus ferroxidans - это хемолитотрофные бактерии, у которых химиобактерии могут улавливать и собирать ионы токсичных металлов, что позволяет удалять загрязнители из сточных вод. Усилия по улучшению качества земли, включая почву и воду, а также загрязнения с помощью микроорганизмов, называются биоремедиацией.
Тиобациллы могут помочь производителям металлов экономить энергию, уменьшать загрязнение окружающей среды и, таким образом, сокращать производственные затраты. В случае, если единственной целью бактериального этапа является регенерация Fe 3+, сульфидная железная руда может быть добавлена для ускорения процесса и обеспечения источника железа.
Потеря
Бактерия Thiobacillus ferrooxidans окисляет Fe (превращает растворенный ион Fe3 + в нерастворимый Fe (OH) 3) и может вызывать коррозию. Процесс микробиологической коррозии не означает, что металл поедается микроорганизмами, а из-за роста этих микробов, которые производят коррозионные соединения, такие как кислоты.
Другой побочный продукт метаболизма (серная кислота) бактерий T. ferrooxidans иногда связаны с окислительной коррозией бетона и труб. Это потому, что эти микробы способны разлагать металлы посредством окислительно-восстановительных реакций, чтобы получить энергию для своего выживания.
Также читайте статьи, которые могут быть связаны: Типы, среда обитания, определение бактерий и болезнетворных бактерий
Преимущества Thiobacillus Ferrooxidans черный металл
Thiobacillus ferroxidans - наиболее изученные металл-выделяющие бактерии палочковидной формы. маленький, любит очень кислые места с оптимальным уровнем pH от 1,5 до 2,5 (Chang & Myersonn, 1982). Эти бактерии способны получать энергию из закиси железа (Fe2 +) и железа Fe3 +, а также путем окисления восстановленной формы серы до серной кислоты (Corbelt & Ingledew, 1987).
Thiobacillus ferrooxidans являются наиболее активными бактериями в шахтных отходах из-за кислотного и металлического загрязнения. На участках высококислотного дренажа шахт также обнаруживается высокий уровень пирита, элемента, который легко окисляется Тиобациллыферрооксиданс.Эта способность к окислению пирита использовалась в промышленности по обессериванию угля. Thiobacillus ferrooxidans используется в процессах промышленной переработки минерального сырья и биовыщелачивания. Эти бактерии обладают способностью атаковать сульфиды, содержащие растворимые сульфидные минералы, и превращать металлы, такие как медь и цинк, в их растворимые сульфаты металлов. Металлы, извлеченные в процессе биовыщелачивания, включают медь, уран и золото.
Thiobacillus ferrooxidans получает энергию от окисления двухвалентного железа до двухвалентного железа и восстановления соединений серы до серной кислоты. Отложения серы могут накапливаться в клеточных стенках бактерий. Другой побочный продукт обмена веществ (серная кислота) иногда связан с окислительной коррозией бетона и труб. В почвенной среде, Т.феррооксиданы полезен как источник медленного высвобождения фосфатов и сульфатов для удобрения почвы. (Куенен, Дж. Гийс и др., 1992 г.)
Реакция высвобождения металла обычно включает превращение осадка нерастворимого металла, обычно сульфида, в растворимое соединение, и представляющий интерес металл легче очищается или экстрагируется. Бактерии, выделяющие металлы, могут осуществлять это изменение напрямую, окисляя сульфиды металлов, так что Образуются трехвалентное железо, серная кислота и сульфат металла, а выход металлов зависит от типа месторождения (Маха и Корк, 1990; Торма 1997; Омура и все такое. 1993)
Некоторые реакции выделения металлов в результате бактериальной атаки Т. феррооксиданы прямой есть;
4FeS2(пирит) + 15O2 + H2O 2 Fe2(ТАК4)3 + 2H2ТАК4….. 1
4CuFeS2 (халькопирит) + 17 O2 + H2SO4 4CuSO4 + 2Fe (SO4) 3 + 2H2O… 2
2FeAsS (арсенопирит) + 2O2 + H2O 2FeSO4 + 2 часа2ТАК4 …3
CuS (ковелит) + 2O2 CuSO4 ……4
Высвобождение металлов из минералов бактериями также может быть косвенным. Как показано в следующей реакции;
4FeS2 (пирит) + 2Fe (SO4)3 6Fe (SO4) + 4S …….. 5
CuS (ковелит) + Fe2 (ТАК4)3 CuSO4 + 2F (SO4) + S ……… ..6
Трехвалентное железо и серная кислота образуются в результате прямого окисления сульфидов металлов, способных самоокислять определенные отложения с образованием окислителей и сульфатов, растворимых в кислых растворах.
Используя несколько ототрофных аэробных бактерий, а именно Thiobacillus ferrooxidans. Этот вид бактерий при выращивании в условиях окружающей среды, содержащей медную или железную руду. будет производить кислоту и окислять руду, сопровождаясь осаждением или отделением металлов железо. Этот процесс называется выщелачиванием или отбеливанием. С помощью этого метода можно улучшить метод отделения металлов от руд и избежать загрязнения воздуха (Waluyo, Lud. 2005).
Доступность и усвоение железа
Железо в форме трехвалентного железа, как правило, нерастворимо в кислотах и сложных органических веществах, например, в почве это называется оподзолением. Ионы трехвалентного железа соединяются с органическими кислотами в лесных почвах, что делает их более растворимыми и проникает через почвенный профиль. Ион трехвалентного железа нельзя сравнивать с ионом двухвалентного железа, поскольку он менее растворим. Очень низкая растворимость железа в щелочных почвах. Одним из следствий этого является то, что у растений, выращиваемых на щелочных почвах с концентрацией CaCO3 Высокий уровень вызывает дефицит железа, называемый хлорозом (Waluyo, lud. 2009).
В биологической системе Fe состоит из цитохромов, ферридоксина и белков FeS. Концентрация Fe в воде от 0,1 до 0,7 промилле. Железо часто присутствует в окружающей среде из хелатных органических соединений. Неспецифические хелаторы Fe включают лимонную кислоту, щавелевую кислоту, дикарбоновую кислоту, гуминовую кислоту и танин. Специфические хелаторы железа состоят из гема, трансферрина, ферритина (запасенное соединение железа) и сидерофоров (Waluyo, lud. 2009).
Также читайте статьи, которые могут быть связаны: Колленхима и ткань склеренхимы
Биовыщелачивание металлов
Биовыщелачивание - это процесс удаления или извлечения металлов из минералов или отложений с помощью организмов. жить или преобразовывать плохо растворимые сульфидные минералы в водорастворимые формы с помощью микроорганизмов (Brandl, 2001). Между тем, Bosecker (1987) показал, что биовыщелачивание - это процесс извлечения металлов, осуществляемый с помощью бактерий. который способен превращать нерастворимые соединения металлов в водорастворимые соединения сульфатов металлов посредством реакций биохирния.
Биовыщелачивание тяжелых металлов может происходить путем окисления и восстановления металлов микробами, осаждения ионов металлов на поверхности. микробных клеток с помощью ферментов, а также использования микробной биомассы для поглощения ионов металлов (Чен и Уилсон, 1997). Бактерии, используемые в этом процессе, включают: Pseudomonas fluorescens, спираль Escherichia, Thiobacillus ferrooxidans и Bacillus sp. как выщелачивающие бактерии, способные растворять нерастворимые соединения сульфида свинца в растворимые соединения сульфата свинца посредством биохимических процессов.
Процесс биовыщелачивания - это альтернативная технология, которая в будущем может быть разработана как технология извлечения металлов. Одним из применений этого процесса является высвобождение и извлечение тяжелых металлов, присутствующих в отложениях, так что отложения не содержат тяжелых металлов и безопасны для окружающей среды. Кроме того, процесс биовыщелачивания (бактериального выщелачивания) может оказать негативное влияние на окружающую среду. Когда процесс оставляет элемент или соединение в воде и попадает в почву, так что это влияет на питательные вещества в почве.
Роль микробов в железном цикле
Круговорот металлов микробами - один из ярких признаков того, что почва не инертна. Без металлического цикла преобразование металла невозможно. Микробы, преобразующие металлы, играют важную роль в почвообразовании и производстве руды.
Микроорганизмы играют важную роль в извлечении металлов в руды с низким содержанием металлов, подкислении отходов и загрязнении источников воды. Металл Fe - это металл в почве. Преобразование Fe происходит путем окисления для получения источника энергии и реакции, в которой металл используется в качестве акцептора электронов. Железо также преобразует органические материалы (ассимиляция / иммобилизация) и органические формы обратно в неорганические формы (минерализация) (Waluyo, lud. 2009).
Также читайте статьи, которые могут быть связаны: Структура бактериальной клетки
Геология и горная микробиология
В области добычи полезных ископаемых микробы играют определенную роль в попытках получить полезные ископаемые из руд. Скорее всего, его роль заключается в процессе извлечения металлов и из руд по причинам. (Валуйо, Луд, 2005).
-
Другие богатые месторождения полезных ископаемых были значительно сокращены. Руды с более низким содержанием в настоящее время широко обрабатываются, и разрабатываются методы, позволяющие более полно извлекать металлы.
-
Традиционный метод обработки металлических руд, а именно плавка, сегодня является основной причиной загрязнения атмосферного воздуха.
Определенные микробы способны улучшить вышеуказанные условия, например, с помощью некоторых аэробных ототрофных бактерий, а именно Thiobacillus ferrooxidans.
Также читайте статьи, которые могут быть связаны: Определение биотехнологии и ее объяснение
Использование бактерий для отходов тяжелых металлов
Заводские отходы, содержащие много тяжелых металлов, могут быть очищены микроорганизмами, которые могут использовать тяжелые металлы в качестве питательных веществ или просто улавливать (иммобилизовать) тяжелые металлы. Микроорганизмы, которые можно использовать, включают:Thiobacillus ferrooxidans а также Bacillus subtilis. Thiobacillus ferrooxidans получать энергию из неорганических соединений, таких как сульфид железа, и использовать энергию для образования различных материалов, таких как фумаровая кислота и сульфат железа (Будиянто, MAK, 2003).
Коррозия Металл из-за микробов
Коррозия - это материальный ущерб из-за взаимодействия с окружающей средой, в том числе в результате активности бактерий. К видам коррозионных бактерий относятся: десульфовибрио десульфуриканс, десульфотокулум, десульфовибрио обыкновенный, D.salexigens, D. africanus, Д. Гигес, Д. baculatus, D. sapovorans, Д. baarsii, Д. thermophilus, Pseudomonas, Flavobacteriu, Alcaligenes, Sphaerotilus, Gallionella, Thiobacillus. Одной из бактерий, которые чаще всего вызывают коррозию, являются сульфатредуцирующие бактерии (SRB = сульфатредуцирующие бактерии). SRB вызывает коррозию, потому что он может восстанавливать ионы SO42- до ионов S2-, которые затем вступают в реакцию с ионами Fe2 + с образованием FeS в виде продукт коррозии.
Коррозия из-за SRB в основном происходит на дне резервуара для хранения нефти, технологического резервуара и системы трубопроводов. Процесс бактериальной коррозии обычно инициируется бактериальной колонизацией изгибов труб или инструментов. и в других областях, где поток медленный из-за того, что другие организмы попадают в трубу и образуют осадок. Со временем это отложение становится твердым и становится идеальным местом для роста анаэробных бактерий SRB. То же самое произойдет в нижней части технологического резервуара, а также резервуара для хранения. Повреждения, вызванные SRB, обычно связаны с осажденной коррозией.
Поскольку микробная атака происходит в очень важной промышленной среде, необходимо подумать о мерах противодействия. Возможные контрмеры: катодная защита, использование ингибиторов, дезинфицирующих средств (биозидов), окраска противообрастающей краской. Упомянутые контрмеры будут обсуждаться в другой главе этого диктата.
Коррозия сульфатредуцирующими бактериями
В некоторых случаях коррозии обнаруживается влияние определенных бактерий на процесс коррозии. Коррозия, вызванная метаболической активностью микроорганизмов, называется микробиологической коррозией. Ястрзобски классифицирует несколько микроорганизмов, которые важны и играют роль в коррозионных событиях, а именно:
- Сульфатредуцирующие бактерии
- Серные бактерии
- Железные и марганцевые бактерии
- Микроорганизмы, способные образовывать микробиологические пленки.
Наиболее важным видом SRB является desulfovibrio desulfuricans. Эта бактерия может вызывать анаэробную коррозию железа и стали. Desulfovibrio desulfuricans - облигатная анаэробная сульфатредуцирующая бактерия (все еще может жить с небольшим количеством кислорода).2 при условии наличия достаточного количества питательных веществ). Таким образом, сульфатредуцирующие бактерии не являются строгими анаэробами (не могут жить в присутствии O2 совсем немного).
Классификация сульфатредуцирующих бактерий математически SRB входит в группу десульфовибрионов. Обычно бактерии этого типа имеют форму прямой палочки, но иногда также сигмовидную или спиралоидную форму размером 0,5–1,5 мкм x 2,5–10 мкм. Эта морфология зависит от возраста и окружающей среды. Десульфовибрион классифицируется как грамотрицательные бактерии, не образует эндоспор и имеет один полярный жгутик для передвижения. Эта бактерия относится к облигатно-анаэробному типу, у которой метаболизм дыхательного типа, при котором сульфат или другие соединения серы используются в качестве акцепторов электронов и восстанавливаются до H.2С.
Метаболизм всех живых организмов состоит из ряда химических реакций, в которых выделяется энергия и синтезируется новый клеточный материал в результате реакций, катализируемых ферментами. Две наиболее важные группы - это пищеварительные ферменты, называемые гидролазами, и респираторные ферменты, называемые цитохромами. У организмов, которые осуществляют аэробное дыхание, таких как Pseudomonas и Ferrobacter, электроны передаются от питательные вещества к кислороду с помощью двух цихромов, каждый из которых содержит атом железа, который окисляется обратимый.
Реакция следующая:
- Цитохромоксидаза реагирует, удаляя электроны из онферо с образованием оксидных ионов.
- 4Fe2+ + O2 = 4Fe3+ + 2O2-
- Затем окисленный фермент восстанавливается атомами водорода с помощью цитохромгидрогеназы 4Fe.3+ + 4H = 4Fe2+ + 4H +
- Затем ионы водорода объединяются с ионами оксидов с образованием воды 4H + + 2O.2- = 2H2O
- Средство против обрастания = контроль или предотвращение прикрепления нежелательных организмов.
Сульфатредуцирующие бактерии
Бактерии, которые могут использовать сульфат в качестве акцептора при дыхании, известны как сульфамидные бактерии. Сульфовосстанавливающие бактерии используют сульфат (SO42-), тиосульфат (S2O32-) и сульфид (SO32-) в качестве конечных акцепторов электронов в своем метаболическом дыхании, которые затем восстанавливаются до сульфида. Кроме того, для удовлетворения своих повседневных потребностей сульфатредуцирующие бактерии также нуждаются в органических субстратах - обычно короткоцепочечные органические кислоты, такие как молочная и пировиноградная кислоты, которые производятся ферментация
другие анаэробные бактерии Бактерии, снижающие сдвиг, являются анаэробными гетеротрофами. На сегодняшний день идентифицировано более 10 родов сульфатредуцирующих бактерий. Сульфатредуцирующие бактерии, которые широко известны и широко встречаются в природе, включают Desulfovibrio и Desulfotomaculum (Moodie и Ingledew, 1991). На основании метода разложения органических кислот сульфатредуцирующие бактерии можно разделить на две группы (Kleikemper et al., 2002). Первая группа несовершенно окисляет донорное соединение и дает ацетатное соединение группы Desulfotomaculum.
которые образуют споры, и Desulvofibrio, которые не образуют споры, являются бактериями, которые плохо окисляют органические соединения. Вторая группа смогла вырастить с использованием спирта, ацетата, высокомолекулярных жирных кислот и бензоатов, таких как Desulfotomaculum acetoxidans, Desulfobacter, Desulfococcus, Desulfosacrina и Desulfonema (Detmerset al., 2001). Некоторые виды и роды анаэробных бактерий могут временно выживать в присутствии кислорода, но для роста им требуется анаэробная среда (без кислорода).
Источник углерода и энергии для сульфатредуцирующих бактерий Bakteri
Есть несколько типов углерода и источников энергии, используемых сульфатредуцирующими бактериями. Lenset al. (1998) предположили, что сульфатредуцирующие бактерии могут использовать различные источники углерода. Углерод является источником энергии для метаболической активности и жизни микроорганизмов. Реакция восстановления сульфата сульфатредуцирующими бактериями происходит по следующему уравнению: SO42- + 8e- + 4H2OaS2- + 8OH-
В этой реакции необходимые электроны получают в результате окислительной активности органических веществ (лактат, ацетат, пропионат и т. Д.), Осуществляемой сульфатредуцирующими бактериями. Помимо того, что он является донором электронов, источник углерода
Процесс отделения меди от руды
В процессе отделения меди от руды происходит следующее:
- Бактерия Thiobacillus ferrooxidans окисляет соединения серы железа (сульфид железа) в своем окружении. Этот процесс высвобождает определенное количество энергии, которое используется для образования необходимых соединений.
- Помимо энергии, в процессе окисления также образуются соединения серной кислоты и сульфата железа, которые могут атаковать окружающую породу и высвобождать металлическую медь из руды. Таким образом, активность Thiobacillus ferrooxidans превращает нерастворимый в воде сульфид меди в водорастворимый сульфат меди.
- Когда вода течет через камни, соединения сульфата меди (CuSO4) уносятся и медленно собираются в ярко-голубом бассейне.
Процесс отделения металлов от их руд в больших масштабах можно объяснить следующим образом:
- Эти бактерии естественным образом присутствуют в растворах пота. Добытчик меди измельчит металлическую или медную связку и поместит ее в отвал. Затем на отвал выливают раствор сульфатного происхождения. Когда выщелачивающий раствор протекает через дно отвала, выщелачивающий раствор будет содержать сульфат меди.
- Затем горняк добавит в раствор для выщелачивания черный металл. Сульфат меди вступает в реакцию с железом с образованием сульфата железа, который может отделять металлическую медь от руды.
Обычно Thiobacillus ferrooxidans высвобождает медь из медных руд путем реакции с содержит и серу, прикрепленную к породе, так что порода содержит соединения железа и серы, например FeS2. Когда выщелачивающий раствор протекает через рудосвязывающую породу, бактерии окисляют ионы Fe2 + и превращают их в Fe3 +.
Элементная сера, содержащаяся в соединениях FeS2, может объединяться с ионами H + и молекулами O2 с образованием серной кислоты (H2SO4). Руды, содержащие медь и серу, такие как ионы CuS, Fe3 +, будут окислять ионы Cu + до двухвалентной меди или Cu2 +. Затем он соединяется с сульфат-ионом (SO4 2-), выделяемым серной кислотой, с образованием CuSO4.
Таким образом, эти бактерии могут производить высококачественную медь в дополнение к моющим бактериям, таким как Тиобациллы также можно использовать для получения металлов высокого качества, таких как золото, галлий, марганец, кадмий, никель и др. уран.