Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Экология arrow Инженерная экология: защита литосферы от твердых промышленных и бытовых отходов

Биосорбция

Биосорбцией (биовыщелачиванием) обычно называют такие процессы, в которых в качестве сорбента используются сами микроорганизмы, клетки или их компоненты [1, 2, 71, 72]. Наиболее известно применение биосорбентов для извлечения металлов из растворов или твердых веществ.

Общие положения процесса биосорбции.

Термин «бактериальное выщелачивание» используется для описания процесса растворения металлов или их экстракции из минералов, находящихся либо в горных породах, либо в форме минеральных концентратов, получаемых на обогатительных фабриках. В большинстве случаев основным источником металлов являются рудные тела, в которых металлы находятся в основном в виде сульфидных минералов.

Экстракция этих металлов из сульфидных минералов осуществляется за счет окисления в водной среде сульфидов до растворимых сульфатов, переходящих в раствор, из которого эти металлы могут быть легко извлечены.

Как микробиологи, так и геологи давно осознали то, что микроорганизмы играют важную роль в концентрировании и распределении химических элементов в литосфере. Это особенно справедливо для многих металлов, которые, являясь существенными компонентами сложных биологических реакций, необходимы для поддержания метаболизма у большинства микроорганизмов. Данные химические элементы непосредственно включаются во внутриклеточные биохимические реакции, вследствие чего микроорганизмы могут их накапливать или экскретировать в концентрированном виде. Железо и сера являются характерным примером химических элементов, которые могут как окисляться, так и восстанавливаться различными микроорганизмами, представляя собой важный источник энергии для их роста.

Среда природного бактериального выщелачивания сульфидных минералов должна быть кислой, причем наиболее подходящим растворителем является серная кислота. Этот процесс поддерживается благодаря присутствию различных количеств сильного окислителя — ионов железа (III). Также во всех реакциях, вызванных бактериями, присутствуют биохимические продукты микробного синтеза. Эти соединения могут либо непосредственно влиять на кинетику окисления сульфидных минералов, либо служить источником питательных веществ для гетеротрофных микроорганизмов, которые поддерживают соответствующие условия окружающей среды для роста автотрофных микроорганизмов, участвующих в выщелачивании минералов. Таким образом, процесс бактериального выщелачивания зависит от образования серной кислоты и ионов железа (III), которое происходит в результате бактериального окисления из восстановленных соединений серы и ионов железа (II) соответственно.

Известно множество мезофильных, умеренно и крайне термофильных микроорганизмов, которые характеризуются способностью окислять серу и (или) ионы железа (II). Многие из этих микроорганизмов способны увеличивать скорость окисления сульфидных минералов по сравнению с простыми системами химического окисления. Все это стимулирует множество исследований возможного использования таких микроорганизмов для новых простых и экономичных гидрометаллургических процессов переработки металложелезистых руд и сульфидных минеральных концентратов.

Микроорганизмы обладают биохимическими механизмами сорбции металлов, позволяющими достигать концентраций металлов, в тысячи и даже в миллионы раз больших по сравнению с их концентрацией в жидкости, из которой металл извлекается.

Некоторые из таких сорбируемых металлов входят в состав ферментов и нужны клеткам. Поэтому сорбция железа, магния, цинка, меди, молибдена — нормальная физиологическая функция клеток.

Но эти же пути связывания клетки используют и для совсем чужеродных металлов, таких как серебро, ртуть, уран, которые клетке для нормального развития не нужны. Но клетка сорбирует эти металлы как бы «по привычке».

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы