Primenenie_v_selskom_khozyaystve_pri_vys chelachiva (Комплект полезных материалов по микробиологии)

Применение в сельском хозяйстве, при выщелачивании металлов из руд, очистке стоков и получении топлив.

Сельское хозяйство-1) вымачивание волокнистых растений—лен, джут, конопля-разделение волокон с помощью бактерий, осуществляющих мацерацию, (съедают межклетники, выделяют пектиназы и др. Ферменты).2)Переработка отходов сельского хоз-ва в органич. Удобрения или для получения топлива(этанол, водород, метан)3) приготовление компостов4)микробиологические препараты используются для активизации развития необходимых микробиологических сообществ, перевод фосфора в доступную форму, расщепление гумуса 5)защита с/х растений от фитопатогенов путем внесения в почву или обработки семян антогонистами этих патогенов; защита от вредителей-применение бактерий и грибов, вырабатывающих токсичные для вредителей вещества, иногда популяции вредителей заражают болезнетворными для них микроорганизмами.

Микробиологическая очистка сточных вод и переработка отходов

Использование биологической активности для удаления за­грязняющих веществ из окружающей среды называют биоремедиацеей. Для успеха таких процессов необходимо сначала найти соответствующую активность, а затем разными методами ее сти­мулировать и создать по возможности оптимальные условия для ее проявления. При этом есть две возможности: 1) стимулиро­вать развитие активных микроорганизмов, уже имеющихся в ок­ружающей среде; 2) интродуцировать в загрязненную область микроорганизмы с уже известными биодеградабельными спо­собностями. Такая интродукция в большинстве случаев не быва­ет успешной, так как для лабораторно полученных штаммов в природе не всегда можно создать оптимальные условия проявле­ния их активности и, как правило, они менее конкурентоспо­собны, чем резидентная микробиота данного места. В искусст­венных очистных сооружениях значительно больше возможнос­тей применять селектированные штаммы или сообщества, в том числе и генно-инженерные.

Метаболические возможности микроорганизмов позволяют воздействовать даже на необычные, искусственно созданные суб­станции, и при этом еще давать полезные продукты (газы, метал­лы, растворители и т.д.).

Деградация ксенобиотиков может происходить различными путями в зависимости ог химической структуры разрушаемого вещества, наличия тех или иных биологических активностей, а также в зависимости от условий окружающей среды. Химическая природа ксенобиотиков чрезвычайно разнообразна: В настоящее время активно разрабатываются и используются аэробные технологии, однако в них есть ряд «подводных камней». Во-первых, некоторые сложные ксенобиотики на воздухе поли- меризуются в трудноразлагаемыс вещества (например, 5-амино- салициловая кислота): во-вторых, продукты аэробной деградации часто более токсичны, чем исходные загрязнители.

Существенными недостатками аэробных технологий, особен­но при их применении для обработки концентрированных сточ­ных вод, являются высокие энергозатраты на аэрацию и пробле­мы, связанные с обработкой и утилизацией большого количества образующегося избыточного ила, имеющего очень низкую водоотдающую способность.

Анаэробные техноглогии-избыточного ила нет, но скорость процесса ниже.

Аэробные методы обработки сточных вод, загрязненных неко­торыми поли циклическими и ароматическими соединениями, крайне неэффективны. К тому же ароматические соединения по­нижают поверхностное натяжение водных растворов и, следова­тельно, могут являться причиной неконтролируемого пенообра­зования в аэрируемых водоемах, а некоторые ароматические со­единения летучи и токсичны и могут вызывать проблемы с за­грязнением воздуха при аэробном методе очистки.

Недавние исследования показали возможность осуществлять анаэробными микроорганизмами полную мине­рализацию ксенобиотиков в анаэробных условиях. Когда такой про­цесс проводит не индивидуальный микроорганизм, а структури­рованная микробная ассоциация, это позволяет увеличить эффек­тивность и глубину деградации в анаэробных условиях, а также получить полезные конечные продукты (например, биогаз в метаногенном сообществе). При этом не происходит значительного накопления биомассы микроорганизмов.

Сточные воды очищают с помощью струйных и дисковых биофильтров-МО съедают органику, которая находится в воде при ее прохождении через биомассу МО.

выщелачивание металлов из бедных руд - Acidithiobacillus ferrooxidans и A. Thiooxidans(железоокисляющие бакт) применяют в гидрометаллургии бедных руд. В пласт закачивается суспензия микроорганизмов, обо­гащенная кислородом. Посредством следующих реакций металл переводится в растворенное состояние:

FeS2 + 3 0,50₂ + Н20 -> FeSO4 + H₂S0_4. S°+ 1 0,5О2 + Н2О-> H₂SO_{4 .} 2FeS04 + 0,5О2 + H2S04-^ Fe2(S04)3 + H20. MeS + 2Fe3+ ->+ Me2+ + 2Fe2+ + S0.

Полученный раствор откачивают из скважины, концентриру­ют и осаждают из него металл. Участвующие в этом процессе мик­роорганизмы обладают устойчивостью к высоким концентрациям металлов.

. Еще один аспект — создание замкнутых систем жизнеобеспечения, когда продукты жизнедеятельности перерабатываются, являясь питатель­ным субстратом для микроорганизмов, производящих пищевой и кормовой белок и кислород для дыхания. Естественно, такие сис­темы содержат различные физиологические группы микроорга­низмов (фототрофы, гидролитики, бродильщики, метилотрофы, метаногены и т.д.). Это полезная сторона биодеградации.