Хемотрофні мікроорганізми

Хемотрофні бактерії – це мікроорганізми, що використовують як джерело енергії для автотрофного харчування реакції окислення деяких неорганічних речовин. Основний середовищем проживання цих мікроорганізмів є грунт, лише деякі з них живуть у водоймах.

Хемотрофи класифікують за хімічною природою речовин, що окисляються на

    – нитрифицирующие бактерії (окислення амонійного або ніт-Ритні азоту); – водневі бактерії (окислення водню); – серобактерии (окислення сірководню); – железобактерии (окислення заліза (ІІ)); – стібіобактеріі (окислення сурми (Ш)).

Одні нитрифицирующие бактерії окислюють аміак до азотистої кислоти:

2 NH3 + 3 O2 = HNO2 + H2O, АН298 = -663 кДж.

Інші – азотної кислоти:

2 HNO2 + O2 = 2 HNO3, AH298 = -142 кДж.

Ефективність використання хімічної енергії різними видами нитрифицирующих бактерій коливається від 6 до 55%. Нитрифицирующие бактерії широко поширені в природі. Здійснювані ними процеси відіграють важливу роль у кругообігу азоту. Залежно від грунтово-кліматичних умов нитрифицирующих здатність бактерій коливається від 30 до 90 кг / га за рік. Раніше процеси нітрифікації вважали корисними для родючості грунту. В останні роки погляди на значення цього процесу змінилися. По-перше, амонійних азот легше засвоюється рослинами і, по-друге, нітрати досить легко відновлюються до молекулярного азоту, що призводить до зниження вмісту азоту в грунті.

Водневі бактерії існують в умовах, де у відчутних кількостях присутній водень, наприклад, в донних відкладеннях водойм. Частина енергії, що виділяється при реакції

2 H2 + O2 = 2 H2O, Ah098 = -235 кДж, (3.11)

Йде на відновлення вуглекислого газу:

6 H2 + 2 O2 + CO2 = [CH2O] + 5 H2O. (3.12)

Коефіцієнт використання хімічної енергії водневими бактеріями досягає 30%. Їх у порівнянні з іншими автотрофними мікроорганізмами відрізняє висока швидкість росту і, отже, висока швидкість продукування біомаси. З цієї причини водневі бактерії використовують в мікробіологічному синтезі кормового білка.

Серобактерии окислюють не тільки сульфіди, а й інші хімічні форми сірки: сірку – проста речовина, сульфіти, тіосуль-фати, роданіди та ін.:

2 H2S + O2 = 2 S + 2 H2O, AH298 = -272 кДж, (3.13)

2 S + 3 O2 + H2O = 2 H2SO4, AH298 = -1107 кДж. (3.14)

Серобактерии живуть у водоймах, збагачених сірководнем, який утворюється або в результаті гнильних процесів (болота, ставки-накопичувачі), або як результат життєдіяльності бактерій, які відновлюють сульфати до сульфідів (Чорне море), а також у промислових стічних водах. Геохімічним результатом діяльності бактерій, що окислюють сірководень, є утворення родовищ самородної сірки. Серобактерии, що продукують сірчану кислоту, “винні” в вилуговуванні руд і родовищ сірки.

Залізобактерій існують за рахунок досить невеликий енергії, що вивільняється при окисленні заліза (ІІ) до заліза (ІІІ):

4 Fe2 + + 4 H + + O2 = 4 Fe3 + + 2 H2O, AH298 = -46 кДж. (3.15)

Як результат, железобактерии змушені окисляти великі маси сполук заліза (ІІ): для утворення 1 г сухої біомаси необхідно окислити 500 г сульфату заліза (ІІ). З цього факту випливає велика геохимическая роль железобактерий: оскільки сполуки заліза (ІІІ) гідролізуються значно сильніше, ніж солі заліза (ІІ), а (гідр) оксид заліза (ІІІ) має дуже низьку розчинність, реакція (3.15) веде до створення відкладень залізовмісних мінералів, наприклад, болотної руди.


1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (2 votes, average: 5.00 out of 5)

Хемотрофні мікроорганізми