• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

УТВОРЕННЯ СІРКОВОДНЮ У ПРОЦЕСІ ВІДНОВЛЕННЯ СУЛЬФАТУ

Сульфатредукуючі (сульфатовідновлювальні) бактерії харак­теризуються здатністю до перенесення водню на сульфат як тер­мінальний акцептор електронів і таким чином до відновлення сульфату до сульфіду. Цей процес називається сульфатним диханняма ,або дисиміляційною сульфатредукцією. Основним продуктом цього процесу є сірководень. Більша час­тина сірководню, який є в природі, утворюється завдяки життє­діяльності бактерій-сульфатредукторів.

Характеристика сульфатовідновлювальних бактерій. Сульфатредукуючі бактерії — це фізіологічна група, для якої характерним є здатність до утворення сірководню з сульфату. Сульфатовідновлювальні бактерії, на відміну від нітратредукторів, є облігатними анаеробами. Донорами водню служать прості низькомолекулярні сполуки, які утворюються внаслідок анаеробного розкладання біомаси (в основному целюлози): лак­тат, ацетат, пропіонат, бутират, форміат, етанол, вищі жирні кислоти, молекулярний водень. За ступенем засвоєння органіч­них кислот розрізняють дві групи сульфатредукторів:1) окиснюють донор не повністю та виділяють оцтову кис­лоту. Такими є представники спороутворювального роду Desulfotomaculum (наприклад, D. nigrif leans) та неспороутворювального роду Desulfovibrio (D. vulgaris, D. desulfuricans). Ці бак­терії не мають повного циклу трикарбонових кислот;2) частина представників цієї групи може рости, викорис­товуючи спирти, ацетат, вищі жирні кислоти або бензоат, тобто є хемоорганогетеротрофами, а інші здатні навіть до хемолітоавтотрофного росту у присутності водню та форміату. Деякі штами здатні синтезувати клітинні компоненти з ацетату, якщо донором водню служить Н₂, тобто є хемолітогетеротрофами. До них належать спороутворювальні (Desulfotomaculum acetoxidans) та неспороутворювальні палички (Desulfobacter), коки (Desulfococcus), сарцини (Desulfosarcina), нитчасті форми, які рухаються ковзанням (Desulfonema), та ін.

Деякі сульфатредуктори можуть рости у присутності Н₂ і сульфату як єдиних джерел енергії. Здатність же до відновлен­ня сульфату за допомогою молекулярного водню і утворення при цьому великих кількостей сірководню, не пов'язаного з помітним ростом, є характерною для більшості сульфатредукторів.

Асиміляційна та дисиміляційна сульфатредукція. Май­же всі бактерії, гриби та зелені рослини здатні використовувати як джерело сірки сульфат. Вони одержують із сульфату суль­фід, необхідний для синтезу сірковмісних амінокислот, шляхом асиміляційної сульфатредукції. Сульфат двічі акти­вується за рахунок АТФ з утворенням аденозин-5-фосфосуль-фату (АФС) та фосфоаденозин-5-фосфосульфату (ФАФС) (ферменти АТФ-сульфурилаза, АФС-кіназа). Лише цей двічі активо­ваний сульфат може відновлюватись спочатку до сульфіту (ФАФС-редуктаза), а потім до сульфіду (сульфітредуктаза).

Перший етап дисиміляційної сульфатредукції є аналогіч­ним процесу асиміляції сульфату (утворення активованого аденозинфосфосульфату). Далі АФС відновлюється (фермент АФС-редуктаза), причому відновлення може відбуватися двома шля­хами: 1) за допомогою сульфітредуктази сульфат прямо (без утворення проміжних продуктів) відновлюється до сульфіду, на що витрачається шість електронів; 2) послідовне триетапне від­новлення з утворенням проміжних продуктів таких, як тритіонат і тіосульфіт.

Сіркове дихання. Бактерія Desulfuromonas acetoxidans здат­на використовувати елементарну сірку як акцептор водню у про­цесі анаеробного перенесення електронів. Сірка при цьому віднов­люється до сірководню. Ця виділена з морської води бактерія здат­на повністю (до СО₂ та води) окиснювати етанол та ацетат.

Поширення та роль сульфатредукторів у природі. Сульфатредуктори зустрічаються в основному в сірководневому мулі, де органічні речовини піддаються анаеробному розкладанню. Основну масу сірководню, утворюваного в природі, слід вважа­ти кінцевим продуктом сульфатного дихання. Більшість сірко­вих родовищ мають невулканічне походження. Це так звана біогенна сірка, яка утворилась шляхом відновлення сульфатів морської води за допомогою сульфатредукуючих бактерій.

Результатом життєдіяльності сульфатредукторів є так звана анаеробна корозія заліза (мікробна корозія). Відомо, що у вологому середовищі іонізація заліза може відбуватися і в анаеробних умовах:

4Fe + 8Н⁺ -> 4Fe²⁺ + 4Н₂ (окиснення заліза). (1)

Плівка з молекулярного водню захищає залізо від подаль­шого руйнування. Проте у присутності сульфатредукторів і за наявності у середовищі сульфатів відбувається катодна деполя­ризація, і залізо окислюється навіть у відсутності кисню:

4Н₂ + SO₄ ^z- -» H₂S + 2H₂O + 2ОН (відновлення сульфату); (2)

Fe^z+ + H₂S + 2ОН + 4Н₂О -» FeS + 3Fe(0H)_a + 6Н⁺ (утворення нерозчинного

сульфіду заліза).(3)

Зумовлене такою корозією пошкодження залізних труб є дуже збитковим.

Сульфатредуктори є відповідальними за високий вміст сірко­водню в глибинних шарах (понад 200 м) Чорного моря.

ВІДНОВЛЕННЯ ІОНІВ Fe (ІІІ) ДО Fe (II)

Змішані популяції ґрунтових бактерій в анаеробних умо­вах відновлюють іони Fe (III) до Fe (II). Якщо в середовищі, крім Fe (III), є також іони нітрату та нітриту, то спочатку відбуваєть­ся процес денітрифікації (відновлення нітрату до нітриту та молекулярного азоту), і тільки після цього — відновлення іонів Fe (III). Передбачається, що перенесення електронів на Fe (III) здійснює нітратредуктаза. Оскільки відновлення нітрату спря­жене з окиснювальним фосфорилюванням, то, очевидно, і від­новлення Fe (III) може використовуватися в процесі анаеробно­го дихання. Окисно-відновний потенціал пари Fe³⁺/Fe²⁺ стано­вить +770 мВ, тому така реакція є термодинамічно можливою. Враховуючи те, що оксиди тривалентного заліза є практично нерозчинними у воді, вони повинні бути спочатку переведені у розчинну форму, здатну проникати всередину бактеріальної клітини. Це здійснюється, очевидно, за допомогою сідерофорів.

Читайте також:

1. V Такі негативні особистісні утворення, як самовпевненість і нерозвиненість автономії та ініціативи, обумовлюють неадаптивне старіння людини.
2. А – до відновлення, б – після відновлення.
3. А. В. Петровський виділяє три стадії розвитку особистості в процесі соціалізації: адаптацію, індивідуалізацію і інтеграцію.
4. Автоматизація виробничих процесів
5. Автономні утворення у зарубіжних державах
6. Адміністративні зміни кінця 18-19 ст. та утворення нових архівів
7. Аналіз потреб споживачів та аналіз конкурентів у процесі маркетингового дослідження
8. Аналіз складу майна та джерел його утворення.
9. АНАЛІЗАТОРІВ У ПРОЦЕСІ РОСТУ ТА РОЗВИТКУ ЛЮДИНИ.
10. Антське державне утворення.
11. Антське державне утворення.
12. Апаратура та методика проведення газометрії свердловин в процесі буріння

Переглядів: 1923