ВОПРОС №3. ПРЕВРАЩЕНИЕ, НАКОПЛЕНИЕ, ИММОБИЛИЗАЦИЯ МЕТАЛЛОВ МИКРООРГАНИЗМАМИ

Побуждаемая строгими законами об охране окружающей среды, необходимостью извлечения ценных металлов и очистки промышленных вод для их повторного использования, горнорудная промышленность все шире применяет новые физико-химические технологии для очистки сточных вод. Слишком часто эти технологии оказываются крайне дорогостоящими и неэффективными. Все больше фирм приходят к убеждению, что для очистки сточных вод можно использовать биологические процессы, причем эти процессы могут быть более экономичными и эффективными, чем обычно применяемые методы. Некоторые промышленные предприятия широко используют эти процессы для удаления из рудничных сточных вод примесей неорганических ионов. Применяемые системы обычно представляют собой большие отстойники или проточные пруды с медленным течением, в которых растут водоросли и микроорганизмы. Эти организмы накапливают растворенные металлы и их частицы или образуют продукты, переводящие примеси в нерастворимую форму. Обычно используемые процессы биологической очистки сточных вод мало подвержены прогрессу, эту технологию можно рассматривать как несложную. Исследования последних лет показывают, что многие микроорганизмы способны накапливать металлы в больших концентрациях и содержат структурные компоненты, которые могут избирательно связывать специфические ионы. Селекция микроорганизмов, способных накапливать металлы, и создание технически более совершенных систем в целях использования этих организмов для удаления всех или отдельных загрязняющих ионов, присутствующих в малых количествах в больших объемах сточных вод, могли бы получить широкое применение в горнодобывающей промышленности и в других отраслях индустрии, где образуются сточные воды.

Извлекать металлы из окружающей среды способны все микроорганизмы, поскольку такие металлы, как железо, магний, цинк, медь, молибден и многие другие входят в состав ферментов или пигментов, подобных цитохромам или хлорофиллам. В ряде случаев металлы накапливаются микроорганизмами в значительных количествах; в бактериальной клетке могут содержаться ионы калия в концентрации 0,2 М, даже если в среде калий присутствует в концентрациях 0,0001 M и ниже. В ходе эволюции у микроорганизмов сформировались системы поглощения, специфичные к определенным металлам и способные к значительному их концентрированию. В результате метаболических реакций, протекающих у микроорганизмов, могут происходит различные превращения металлов: выделяемые в окружающую среду продукты метаболизма способны образовывать комплексы с металлами или осаждать их из растворов; некоторые металлы могут переводиться с их помощью в летучие формы и удаляться из раствора; металлы могут окисляться или восстанавливаться. За счет использования восстановительных эквивалентов дыхания может происходить восстановление селената, селенита, теллурата и теллурита до свободных металлоидов; таким путем осуществляется иммобилизация этих металлоидов.