28.Бактеріальне вилуговування мінеральної сировини.

Бактерійне вилуговування металів - це вилучення окремих хімічних елементів з руд, концентратів і гірських порід за допомогою бактерій або їх метаболітів при нормальному тиску і фізіологічній температурі (від 5 до 90°С). Вилучення поєднується з вилуговуванням металів слабкими розчинами сірчаної кислоти бактерійного і хімічного походження, а також розчинами , що містять Fe³⁺, органічні кислоти, білки пептиди, полісахариди і інші речовини.В основі вилуговування лежить процес окиснення (розчинення) мінералів і перехід хімічних елементів (кольорові, рідкісні) з нерозчинного в розчинний стан.

Типи методів біогеотехнології для вилуговування металів з руд:

- карєрний ;- малокупний;- підземний;- свердловинний;- чановий;

Мікроорганізми:

Thiobacillus ferrooxidans це найбільш вивчений з усіх вилуговувальних організмів, майже завжди можна виділити з середовища, в якому відбувається окиснення заліза або мінералів. Він здатний також окислювати практично усі відомі сульфідні мінерали, Сu⁺ , U⁴⁺ і можливо, Se^2-, Sb³⁺ при рН 1,0 - 4,8 (оптимум 1,8 - 2,2) і температурі 5 - 35^оС .

Leptospirillum ferrooxidans Це невелика спірила по ряду властивостей схожа на T. ferrooxidans. Проте елементну сірку і сульфідні мінерали не окислює. Окиснює тільки залізо, не чіпаючи сірку.

Ацидофільні бактерії родів Sulfolobus і Acidianus Відносяться до архебактерій, також здатні окислювати S⁰, Fe²⁺ і сульфідні матеріали. Термофилі, аероби.Краще всього вивчений рід Sulfolobus. Усі його види окиснюють сірку, а деякі здатні до окиснення заліза і таких мінералів, як халькопірит.

Помірні термофіли Виявлені різні термофільні бактерії, що окислюють пірит, залізо і сірку, . Ці організми можуть грати істотну роль у вилуговуванні мінералів і вугільних відвалів, температура яких підвищується самостійно.

Нітрифікуючі бактерії

Нітрифікуючі бактерії проявляють активність в руйнуванні деяких алюмосилікатів, а також у вилуговуванні марганцю із з карбонатних руд. Це високоспеціалізована група хемолітоавтотрофних бактерій, що здійснює окислення NH⁴⁺ и NO^2- .

Вилуговування in situ. Підземне бактерійне вилуговування (вилуговування в місці залягання руди) є сукупністю спеціальних операцій для витягання цінних металів з руд підземних розробок розчинами, що містять мікроорганізми.

Мікроорганізми здатні концентрувати метали одним з таких методів:

1) позаклітинне накопичення металів, що беруть або не беруть участь у метаболізмі ;

2) внутрішньоклітинне накопичення потрібних для метаболізму металів

3) внутрішньоклітинне накопичення відносно великих кількостей несуттєвих для метаболізму металів

бактерійне вилуговування перспективним процесом для впровадження в гірничодобувну промисловість. Нині процес бактерійного вилуговування застосовують для отримання міді, рідше для бактерійного вилуговування урану. У менших масштабах застосовується у гірничодобувній промисловості інший процес біоекстракції металів з водних розчинів, який вважають перспективним, оскільки він використовує достатньо дешеві процеси очищення стоків від металів і економічне отримання при цьому сировини.процеси бактерійного вилуговування тривають довше, ніж хімічні, вони мають переваги над пірометалургійними, особливо через селекційність витягування металу зі складних руд і концентратів.

29.Біомоніторинг та біосенсори. Приклади використання біосенсорів в біомоніторингу.

Біомоніторинг (англ. monitoring, від лат. monitor — той, що контролює, попереджує) довкілля — система спостереження і контролю за природними, природно-антропогенними комплексами, процесами, що відбуваються у них, навколишнім середовищем загалом з метою раціонального використання природних ресурсів і охорони довкілля, прогнозування масштабів неминучих змін.

Біосенсор - це аналітичний прилад, в якому для визначення хімічних сполук використовуються реакції цих сполук, які каталізуються ферментами, імунохімічні реакції або реакції, що проходять в органелах, клітинах або тканинах. У биосенсорах біологічний компонент поєднується з фізико-хімічними перетворювачем.

Деякими з важливих біосенсорів, що використовуються в моніторингу забруднення навколишнього середовища є:

а) Газ-біосенсори. Мікробні біосенсорів були розроблені для виявлення газів, таких як діоксид сірки (SO₂), метан, діоксид вуглецю і т.д. Thiobacillus біосенсор може виявити забруднюючі викиди SO₂, тоді як метан (CH₄) можна виявити за допомогою іммобілізованих Methalomonas. Певний штаму Pseudomonas використовується для моніторингу рівня вуглекислого газу.

б) Імуноферментний біосенсор-Immunoelectrodes використовуються для виявлення низьких концентрацій забруднюючих речовин. Пестицид специфічні антитіла можуть виявити присутність малих концентрацій триазину, малатіону і карбаматів, за допомогою імунологічного аналізу.

в) БПК биосенсор - біологічна потреба в кисні (БПК) широко використовується в якості тесту для визначення вмісту органічних забруднень. Для цього потрібно п'ять днів інкубації, але БПК біосенсор з використанням дріжджів Trichosporon cutaneum з кисневим датчиком займає всього 15 хвилин для виявлення органічних забруднень.

г) Змішані біосенсори - графітовий електрод з Cynobacterium і Synechococcus був розроблений для вимірювання ступеня інгібування електронного транспорту під час фотосинтезу через деякі забруднюючі речовини, наприклад, гербіциди.