ЖЕЛЕЗО‑ВСЮДУ!

В живой природе

Француз Мери в XIX веке сделал сенсационное открытие – обнаружил железо в крови человека. Несведущие в медицине люди были поражены сообщением Мери. Кто‑то даже предложил чеканить медали из железа, выделенного из крови знаменитых людей, для увековечивания их памяти.

В истории медицины известен такой печальный случай. Один студент‑химик решил подарить своей возлюбленной кольцо, сделанное из железа собственной крови. Выпуская время от времени кровь, он получал соединение, из которого химическим путем выделял железо. Юноша погиб от наступившего малокровия. Он так и не собрал нужного количества железа для изготовления кольца. Бедняга не знал, что общее содержание железа в крови взрослого человека невелико и составляет в среднем 3–4 грамма, чего хватит разве что на два сапожных гвоздика.

Входя в состав гемоглобина, железо определяет красную окраску этого вещества и, следовательно, цвет крови человека и животных. Железо необходимо каждому из нас, поскольку оно участвует во всех окислительно‑восстановительных процессах, происходящих в организме.

Железо поступает в организм с продуктами питания, главным образом в виде животных белков. В день из организма выделяется 1 миллиграмм железа, столько же должно поступить с продуктами питания. Однако организм усваивает обычно не более одной десятой от принятого с пищей железа. Следовательно, суточная норма пищи должна содержать не менее 10–15 миллиграммов этого элемента.

Развитию железодефицитных анемий, в частности, способствует нерациональное питание: слишком долгое соблюдение щадящей диеты, увлечение модными разгрузочными днями, пристрастие исключительно к молочной пище, не всегда обоснованное ограничение мяса, яиц, овощей и фруктов.

Если обнаружен дефицит железа, восстановить его баланс можно, правильно подбирая продукты питания. Больше всего железа содержится в печени, твороге, дыне, яблоках, сливах, абрикосах, тыкве, томатах, картофеле, ржаном хлебе.

На Филлипинах и в Пуэрто‑Рико законодательным путем разрешен выпуск риса только с добавкой витамина и железа. Такой же закон позже приняли в некоторых южных штатах Америки. Эти изменения приходится вносить из‑за несовершенства круп в биохимическом смысле.

Недостаток железа в организме человека необходимо компенсировать лекарственными препаратами, содержащими соли органических кислот. Современная медицина может предложить много различных препаратов, содержащих легкорастворимые соединения железа. При малокровии, упадке сил, после инфекционных заболеваний применяются препараты железа – восстановленное железо, молочнокислое закисное железо, углекислое закисное железо с сахаром, сернокислое закисное железо, таблетки Бло, настойка яблочнокислого железа, аскорбиновая кислота и другие.

В растительном мире роль железа не менее важна. За исключением железобактерий, все живые организмы – от растений до человека – связывают вдыхаемый кислород в сложные соединения. В центре их молекул находится атом металла. Для растений – это атом магния, для животных – атом железа. Железо необходимо для образования хлорофилла, который обусловливает усвоение растениями углекислоты воздуха при помощи поглощаемой ими энергии солнечного света. Хотя железо не входит в состав хлорофилла, без него этот пигмент не образуется.

Недостаток железа в почве вызывает железное голодание растений и заболевание – хлороз. Наиболее чувствительны к недостатку железа плодовые деревья – яблоня, груша, слива, персик, цитрусовые, а также малина, виноград. Применение комплексных препаратов, содержащих железо, помогло увеличить урожай яблок и других культур.

В конце XIX века немецкий ученый Лидге опубликовал исследование о зависимости произрастания различных пород деревьев от содержания в почвах известных минералов. Он заметил, что в Прирейнских провинциях залежи железа покрыты по преимуществу березовым лесом, тогда как в окрестности их, не имеющих железных руд, растут дуб, бук и другие породы деревьев. Ученый установил зависимость роста известных пород деревьев от наличия тех или иных минеральных солей в почве.

О зеленых разведчиках земных недр, о растениях‑рудознатцах было известно давно. Еще М.В. Ломоносов заметил, что растительность над рудными жилами изменяет свой обычный облик. Использовав “ботаническую формулу” великого ученого, геологи открыли месторождения меди в центре Казахстана.

Поиски руд по растениям теперь изучает специальная наука – био‑геохимия. Таких растений – “геологов” известно более 40 видов. Добрым спутником залежей железных руд считают соссюрею или горькушу, многолетнее травянистое растение, произрастающее в Средней Азии, Сибири, на Дальнем Востоке. Ученые также установили, что зола из листьев березы имеет бурый цвет, если она росла на железорудном месторождении. Способность некоторых растений и живых существ накапливать химические элементы из окружающей среды иногда поразительна. Так, биологи обнаружили у морского огурца “умение” синтезировать обыкновенное железо в виде круглых шариков прямо под кожей. Диаметр этих шариков не превышает 0,002 миллиметра. Этот феномен – новое свидетельство того, что живые организмы способны осуществлять процессы, для нормального протекания которых нужны большие температуры и высокое давление. Это наводит ученых на мысль о создании биометаллургии.

В условиях водно‑воздушной обстановки в рудных шахтах минералы окисляются и обогащают рудничную воду железом и серной кислотой. При откачке вод на поверхности везде можно увидеть желто‑коричневый осадок гидратов окиси железа. Железо в этих водах окислялось намного быстрее, чем в лабораторных условиях. Виновниками оказались бактерии из рода тиобациллус; из‑за способности окислять закисное железо в кислых растворах они были названы ферроксиданс (железоокисляющая). Впервые о них сообщил еще в 1888 году русский микробиолог С.Н. Виноградский. Потребовалось немало времени для их изучения.

В лабораторных условиях бактерии показали завидную работоспособность: скопление марганца размером со спичечную головку они создавали за две – три недели. Ученые полагают, что именно таким путем в течение многих тысяч и миллионов лет скапливались большие залежи железных и марганцевых руд. Так образовались знаменитое Криворожское месторождение в Советском Союзе и железнорудные залежи в районе Великих озер в США.

Появились уже первые установки для микробиологической добычи минерального сырья (меди).

В 1964 году создана первая в СССР бактериальная установка – на Дегтярском месторождении. За три месяца на ней получили несколько десятков тонн первой “бактериальной” меди. Опытно‑промышленная установка по извлечению меди из руды методом микробиологической металлургии вступила в строй на Алмалыкском горнометаллургическом комбинате в 1982 году. В так называемой бедной руде поселили микробов, которые питаются серными окислами меди, выделяя при этом медный купорос. В полученный раствор засыпали стальную стружку, и чистый металл осаждался на ней ровным плотным слоем. Микробы‑“металлурги” трудятся весьма производительно.