Железобактерии

Железобактерии

Способность осаждать окислы железа и марганца на поверхности клеток присуща многим эубактериям, различающимся морфологическими и физиологическими признаками и принадлежащим к разным таксономическим группам. В вопросе о том, какие организмы следует относить к железобактериям, нет единого мнения. С. Н. Виноградский впервые термин «железобактерии9quot; применил для обозначения организмов, использующих энергию окисления Fe 2+ до Fe 3+ для ассимиляции CO2. т. е. способных существовать хемолитоавтотрофно. X. Молиш к железобактериям относил все организмы, откладывающие вокруг клеток окислы железа или марганца независимо от того, связан ли этот процесс с получением клеткой энергии.

Накопление окислов железа и марганца на поверхности бактериальных клеток — результат двух взаимосвязанных процессов: аккумуляции (поглощения) клетками этих металлов из раствора и окисления, сопровождающегося обильным отложением нерастворимых окислов на поверхности бактерий. Процесс аккумуляции тяжелых металлов из растворов в основе имеет физико-химическую природу и в значительной мере обусловлен химическим составом и свойствами поверхностных структур клетки. Он включает связывание металлов внеклеточными структурами (капсулы, чехлы, слизистые выделения), клеточной стенкой и ЦПМ. Сорбционные свойства поверхностных клеточных структур определяются в большой степени суммарным отрицательным зарядом молекул, входящих в их состав. Поглощение металлов приводит к значительному концентрированию их вокруг клеток по отношению к среде. Коэффициент накопления для железа и марганца может достигать величины 10 5 –10 6 .

Как известно, Fe 2+ подвергается быстрому химическому окислению молекулярным кислородом при pH>5,5, что приводит к образованию нерастворимого Fe(OH)3. Последний вместе с Fe 2+ неспецифически связывается клеточными кислыми экзополимерами. Подобный тип накопления железа не зависит от метаболической активности клеток.

Mn 2+ более устойчив к окислению O2. чем Fe 2+. Его химическое окисление (Mn 2+ ® Mn 4+ ) молекулярным кислородом с заметной скоростью происходит только при pH>8,5. Поэтому в нейтральной среде окисление марганца имеет только ферментативную природу. Окисление Fe 2+ и Mn 2+ с последующим отложением нерастворимых окислов вокруг бактериальных клеток может быть результатом взаимодействия ионов металлов с продуктами бактериального метаболизма, в частности с H2 O2. образующейся в процессе окисления органических веществ при переносе электронов по дыхательной цепи. Перекись водорода, возникающая в качестве промежуточного или конечного продукта окисления, выделяется из клеток и накапливается в окружающих их структурах. В нейтральной или слабокислой среде окисление Fe 2+ до Fe 3+ происходит в результате непосредственного взаимодействия с H2 O2 :

Окисление марганца при взаимодействии с H2 O2 осуществляется при участии каталазы, выполняющей пероксидазную функцию. Mn 2+ в этом случае служит донором электронов:

Описанные выше процессы протекают в капсулах, чехлах, слизистых выделениях, на поверхности клеточной стенки, в которых концентрируются все компоненты реакции: восстановленные формы железа и марганца, перекись водорода, каталаза. Физиологический смысл процессов окисления Fe 2+ и Mn 2+ с участием H2 O2 — детоксикация вредного продукта метаболизма. Ни в одном случае окисление железа и марганца не приводит к получению бактериями энергии.

Наконец, среди железобактерий есть организмы, у которых окисление Fe 2+ связано с получением энергии. В этом случае отложение окислов железа служит показателем активности энергетических процессов. Возможность получения энергии бактериями при окислении Mn 2+ экспериментально не доказана.

В изучении железобактерий в последнее время достигнуты большие успехи, связанные с получением чистых культур ряда этих организмов. Стало понятным, что это разнообразная группа бактерий, способных окислять и откладывать окислы железа и/или марганца вне или иногда внутри клетки 66. H2 основании морфологических характеристик все железобактерии могут быть разделены на две группы: нитчатые и одноклеточные.

66 К железобактериям, откладывающим железо внутри клетки, относятся магнитотактические бактерии.

К первой группе относятся грамотрицательные нитчатые бактерии, окруженные чехлом. Наиболее широко распространены представители родов Leptothrix и Sphaerotilus (см. рис. 44, 1, 2 ). Нити неподвижные или передвигающиеся скольжением. В чехлах, окружающих нити, накапливаются окислы железа и марганца (Leptothrix ) или только железа (Sphaerotilus и др.).

Железобактерии этой группы — облигатные аэробы, но могут удовлетворительно расти при низком содержании O2 в среде. Оптимальный pH для роста — 6–8. Единственно возможный способ существования — хемоорганогетеротрофия, при этом представители рода Sphaerotilus предпочитают условия с относительно высоким содержанием органических веществ, а многие штаммы Leptothrix — среды с низким уровнем органики.

Окисление железа и марганца и отложение их окислов в чехлах этих бактерий не связано с получением ими энергии. К окислению Fe 2+ при pH 6–8 могут приводить процессы как химической, так и биологической природы. Окисление марганца в этих условиях имеет биологическую природу. В обоих случаях окисление связано с действием перекиси водорода, количество которой в среде в определенных условиях может достигать 10–20 мг/л. Процесс локализован в чехлах, где концентрируются продукты метаболизма и внеклеточные ферменты. У мутантов, лишенных чехлов, накопления окислов железа и марганца не происходило. Таким образом, с помощью восстановленных форм железа и марганца обеспечивается удаление H2 O2 — токсического продукта клеточного метаболизма.

Помимо бесцветных к нитчатым железобактериям относятся и некоторые фотосинтезирующие эубактерии из группы цианобактерий и скользящих зеленых бактерий.

Вторая группа железобактерий включает одноклеточные организмы из разных таксонов. Она представлена эубактериями с грамположительным и грамотрицательным строением клеточной стенки или без нее, размножающимися поперечным делением или почкованием. Клетки разной формы и размеров (форма может меняться в зависимости от стадии и условий роста), одиночные или формирующие скопления, окруженные капсулами, в которых откладываются окислы железа и марганца. Принадлежащие к этой группе железобактерии распадаются на две подгруппы, различающиеся типом метаболизма и отношением к кислотности среды.

Первая подгруппа объединяет железобактерии, растущие в. нейтральной или слабощелочной среде и характеризующиеся хемоорганогетеротрофным типом метаболизма. Представители подгруппы — свободноживущие микоплазмы, объединенные в роды Metallogenium, Gallionella, Siderococcus. Им свойствен типичный для микоплазм полиморфизм: кокковидные клетки, от которых могут отходить тонкие нити, пучки переплетенных тонких нитей и т. д. H2 поверхности нитей откладываются окислы железа (Gallionella, Siderococcus ) или железа и марганца (Metallogenium ). Растут в нейтральной или кислой среде. Некоторые из них олиготрофы. Все — аэробы или микроаэрофилы. Отложение окислов железа и марганца — результат химических реакций или функционирования перекисного пути и не имеет отношения к получению клетками энергии.

Вторую подгруппу составляют в большинстве аэробные ацидофильные формы. Оптимальный pH их роста лежит ниже 4,5 (2–3). В этих условиях Fe 2+ в присутствии O2 устойчиво к химическому окислению. Для ацидофильных железобактерий установлена способность получать энергию в результате окисления двухвалентного железа.

Основным представителем железобактерий с энергетическим метаболизмом хемолитотрофного типа является Thiobacillus ferrooxidans. относящийся к группе тионовых бактерий и обладающий способностью получать энергию также в результате окисления различных восстановленных соединений серы. Окислять закисное железо с получением клеткой энергии способна и выделенная недавно облигатно ацидофильная бактерия Leptospirillum ferrooxidans. близкая по ряду свойств к Т. ferrooxidans. но в отличие от последнего не окисляющая соединения серы.

Leptospirillum ferrooxidans и большинство изученных штаммов Т. ferrooxidans принадлежат к облигатным хемолитоавтотрофам, использующим энергию окисления железа для ассимиляции CO2. служащей основным или единственным источником углерода. Некоторые штаммы Т. ferrooxidans оказались способными расти на средах с органическими соединениями, являясь, таким образом, факультативными хемолитоавтотрофами. Наконец, описаны термофильные бактерии, получающие энергию в результате окисления Fe 2+ и нуждающиеся для роста в органических соединениях, т. е. осуществляющие метаболизм хемолитогетеротрофного типа.

Окисление железа, приводящее к получению энергии, происходит в соответствии с уравнением

что сопровождается незначительным изменением уровня свободной энергии (DG0 ‘ при pH 2 равно — 33 кДж/моль). Поэтому для обеспечения энергией клетке необходимо «переработать9quot; большие количества железа.

Механизм окисления Fe 2+ в дыхательной цепи изучен у Т. ferrooxidans. Дыхательная цепь этой бактерии содержит все типы переносчиков, характерные для дыхательной системы аэробных хемоорганотрофных эубактерий, но участок цепи, связанный с получением энергии, очень короток (рис. 98, А ).

Железобактерии

Рис. 98. Схема энергетических процессов у представителей разных групп хемолитотрофных эубактерий: А — Thiobacillus ferrooxidans; Б — Nitrobacter; В — Paracoccus denitrificans: РЦ — рустицианин; ФП — флавопротеин; УХ — убихинон; b, c, o, a1. aa3 — цитохромы (по Haddock, Jones, 1&77; Jones, 1980)

Окисление Fe 2+ происходит на внешней стороне ЦПМ; в цитозоль через мембрану железо не проникает. Электроны с Fe 2+ акцептируются особым медьсодержащим белком — рустицианином, находящимся в периплазматическом пространстве.

Затем с рустицианина они передаются на цитохром c. локализованный на внешней стороне ЦПМ, а с него на цитохром a1 . расположенный на внутренней стороне мембраны. Перенос электронов с цитохрома a1 на 1/2O2. сопровождающийся поглощением из цитоплазмы 2H +. приводит к восстановлению молекулярного кислорода до H2 O. Особенность дыхательной цепи Т. ferrooxidans — отсутствие переноса через мембрану протонов, а перенос только электронов. Градиент H + по обе стороны ЦПМ поддерживается как за счет поглощения протонов из цитоплазмы, так и в результате низкого pH внешней среды, в которой обитают эти бактерии. Синтез АТФ происходит за счет движения H + из внешней среды в цитоплазму через АТФ-синтазный комплекс. Движущей силой служит в основном DpH. Для синтеза 1 молекулы АТФ необходимо окислить как минимум 2 молекулы Fe 2+ .

Образование восстановителя происходит в результате энергозависимого обратного переноса электронов. Активность участка дыхательной цепи, обеспечивающей обратный электронный транспорт, на порядок ниже активности короткого участка, функционирование которого приводит к получению энергии. В целом для фиксации 1 молекулы CO2 в восстановительном пентозофосфатном цикле необходимо окислить больше 22 молекул Fe 2+. Таким образом, из всех представителей эубактерий, у которых обнаружена способность к окислению железа и/или марганца, только облигатно ацидофильные формы могут использовать энергию окисления Fe 2+ для ассимиляции CO2. т. е. существовать хемолитоавтотрофно. Именно они являются истинными железобактериями, соответствуя тому названию, которое было введено С. Н. Виноградским.

Для остальных организмов образование окислов железа и марганца не связано с получением энергии и происходит в результате неспецифических реакций ионов металлов с продуктами метаболизма, прежде всего продуктами неполного восстановления O2. Неспецифичность функции перекисного окисления железа и марганца, проявляющейся у широкого круга эубактерий, ставит вопрос о правомерности использования термина «железобактерии9quot; в значении, предложенном X. Молишем. Некоторые авторы в связи с этим считают целесообразным для обозначения остальных организмов использовать названия «железоокисляющие9quot; и «марганецокисляющие9quot; бактерии.

Эубактерии, описанные в этом разделе, широко распространены в природе и могут существовать в большом диапазоне условий. Облигатные ацидофилы обнаружены в подземных водах сульфидных месторождений, кислых водах железистых источников и кислых озерах с высоким содержанием закисного железа. Нитчатые формы также занимают вполне определенные экологические ниши. Представители рода Leptothrix — обитатели олиготрофных железистых поверхностных вод, Sphaerotilus предпочитают среды с высоким содержанием органических веществ.

5.189.137.82 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам.

железобактерии

Железобактерии или сульфатовосстанавливающие бактерии могут разрушать железо в металлических трубах, в результате чего содержание железа в воде повышается, особенно в условиях застоя воды в трубопроводах. Этому можно воспрепятствовать путем добавления хлора.[. ]

Может быть, некоторые dorsatum до 11,4% Fe). Некоторые инфузории. Концентрация железа, по-види-Desraidiaceae. Некоторые водоросли из мому, более часта, чем мы это сейчас счи-Coniferva, Ocdogoniaceae. Может таем быть симбиоз с ферробактериями. Целый ряд железных руд, самых богатых скоплений железа, начиная с докембрия и кончая третичными, явно биогенного происхождения Некоторые лишайники.[. ]

Железобактерии, в частности СаШопеИа, развиваются в виде яалета на стенке пробирки там, где для них создается оптимальная концентрация закисного железа и кислорода.[. ]

Железобактерии окисляют находящееся в воде закислое железо, переводя его в окисное. Поскольку закислое железо растворимо в воде, а окисное— нерастворимо, процесс этот сопровождается выпадением осадка гидрата ойй-си железа. В результате, кроме закупорки труб, водопроводная вода приобретает еще и неприятную ржаво-красную окраску. Таким образом, деятельность железобактерий приводит к выпадению из воды железа, которое может попасть в водопроводную сеть или из источников водоснабжения, или непосредственно из самих труб. Однако сами по себе железобактерии никогда не являются причиной коррозии (Разумов, 1953).[. ]

Железобактерии относятся к автотрофной группе организмов и могут разви-паться в среде, не содержащей органических веществ. На 1 г синтезированного ими клеточного вещества они окисляют 279 г железа (II) с образованием 534 г Ге(ОН)з. Соотношение между окисленным железом и ассимилированным из углекислоты углеродом (500: 1) показывает, какое большое количество F e(OH)3 образуется при автотрофном росте. Гидроокись железа (III) после отмирания бактерий служит материалом для образования болотных и озерных руд. Вода, содержащая железо (II), способна давать железистые отложения в трубах и теплообменниках при малых скоростях движения воды и небольших температурных перепадах.[. ]

Железобактерии являются водозагрязняющпми, они потребляют только растворенное железо и не корродируют металл труб. В результате их жизнедеятельности на стенках трубопроводов отлагается студнеобразная слизь гидрата окиси железа, которая мешает движению воды по трубам.[. ]

Клетки железобактерий покрыты чехлом, состоящим из гидроокиси железа. В древних водоемах благодаря развитию железобактерий происходило постепенное накопление железа. Эти микроорганизмы могли принимать участие в самых ранних этапах образования железных руд (например, Криворожского). Изучение круговорота железа в почвах и озерах подтверждает ведущую роль бактерий в процессах окисления и восстановления железа.[. ]

Колонии железобактерий и продукты их жизнедеятельности заиливают трубы, затрудняют протекание по ним жидкости.[. ]

Порядок железобактерии (Ferribacteriales).[. ]

Развитие железобактерий происходит в щелевой стеклянной или пластмассовой проточной камере (2). Стеклянная камера делается шириной 2—3 мм при длине 200 мм и высоте 30—50 мм. Ширина пластмассовой камеры может быть увеличена до 1 см, что облегчает ее конструкцию из оргстекла. Крышка камеры делается из оргстекла и имеет 2—3 отверстия диаметром 7—8 мм. Дно камеры имеет два отверстия (3), в которые через резиновую муфту вставляют выдвигающиеся стеклянные трубочки.[. ]

Семейство железобактерии (Ferribacteriaceae).[. ]

Виды железобактерий (X 5000)

Железобактерии

Виды железобактерий (X 5000)

Железобактерии

Большая группа железобактерий для поглощения углерода использует энергию окисления соединений Fe (II) до Fe (III). Есть бактерии, окисляющие водород, соединения марганца и углерода.[. ]

Развитие автотрофных железобактерий происходит хорошо, >если среду налить высоким слоем в пробирки, а на дно вместо железной проволоки внести свежеосажденное сернистое железо (FeS).[. ]

Берется жидкая среда для железобактерий Лиске № 60 или дистиллированная вода и вместо солей железа добавляют марганец ® виде уксуснокислого марганца (Заварзин, 1961).[. ]

Наиболее распространенная железобактерия — Clado-thrix dichotoma, образующая длинные ветвящиеся нити, покрытые слизистым влагалищем. В этих влагалищах откладывается гидрат окиси железа.[. ]

Культивирование автотрофных железобактерий, относящихся к РОДУ СаШопеИа, представляет значительные затруднения, так как развитие их происходит за счет окисления кислого углекислого железа при реакции питательной среды, близкой к нейтральной. В этих условиях закисное углекислое железо на воздухе быстро окисляется до окисного, и таким образом среда становится неблагоприятной для развития железобактерий.[. ]

Разумов А. С. 1957. К вопросу о хемосинтезе у железобактерий.[. ]

Сульфат железа (III) быстро регенерируется железобактериями из Ре804, что значительно (в 7—18 раз) ускоряет растворение ряда минералов.[. ]

Примером нитчатых бактерий может служить железобактерия ЬерМЬлх осИгасеае (см. рис. 4). Нити толстые, 2—9 мкм в диаметре, длина достигает нескольких миллиметров, неподвижно прикрепленные. Размножаются неподвижными конидиями или отдельными клетками. Нити окружены толстой слизистой капсулой, насыщенной гидроокисью железа, благодаря чему нити в нижней части имеют желто-охряный цвет или цвет ржавого железа. Иногда отдельные клетки нити как бы соскальзывают в сторону от главной нити, образуя подобие боковых ветвей, однако это псевдоветвление. Нитчатые бактерии БрНаегоШиэ играют отрицательную роль в очистке сточных вод при обильном развитии в аэротенках.[. ]

Купоросованием подавляется также развитие железобактерий (доза 0,3—0,5 мг/л), серобактерий (доза до 5 мг/л), ракушек (мидий) и мшанок (доза 0,1—0,3 мг/л).[. ]

Водопроводные трубы с обрастаниями из железобактерий

Железобактерии

Водопроводная труба с обра-стаииями из железобактерий

Железобактерии

Типичными представителями этой зоны являются железобактерии, которые окисляют закисное железо в окисное.[. ]

А.-хемоавтотрофы (серобактерии, метанобактерии, железобактерии и др.) для синтеза органических веществ используют энергию окисления неорганических соединений. Вклад хемоавтотрофов в суммарную биологическую продукцию биосферы незначителен, однако эти организмы составляют основу гидротермальных экосистем в океанах.[. ]

Наиболее общепринятым способом борьбы с обрастанием железобактериями, водорослями и др. является периодическое хлорирование сооружений. При этом применяются дозы хлора до 10 мг/л с таким расчетом, чтобы остаточное количество его составляло 3,0—3,5 мг/л. Особенно необходимы большие дозы хлора при наличии взрослых организмов, которые укрываются в плотно закрывающихся раковинах, например моллюсков (39, 40]. Для борьбы с плавающими личинками достаточно использовать обычные, применяемые при дезинфекции воды дозы хлора. Хлорирование рекомендуется сочетать с аммонизацией [41, 42].[. ]

При значительном содержании в воде железа в ней развиваются железистые водоросли и железобактерии. При благоприятных условиях эти организмы могут сильно разрастаться в водопроводных трубах, что может повлечь за собой сужение и даже закупорку последних и вызвать этим порчу водопроводной сети.[. ]

Освобождающаяся при этом окислении энергия используется ими для ассимиляции углекислоты. Железобактерии в очистных сооружениях встречаются в исключительных случаях.[. ]

Одни виды этих бактерий питаются готовыми органическими веществами — гетеротрофы, другие (железобактерии) способны самостоятельно строить органические соединения из углерода углекислоты за счет использования энергии окисления неорганических веществ (железо) — автотрофы (хемоавтотрофы).[. ]

С. Н. /Виноградский сыграл большую роль в развитии микробиологии. Им были изучены серобактерии (1887), железобактерии (1888) и нитрифицирующие бактерии (1890), исследования которых дали результаты важного научного значения. Эти бактерии обладали способностью развиваться на средах, не содержащих органических веществ, и синтезировать составные части своего тела за счет углерода угольной кислоты. Необходимую энергию эти бактерии получают за счет биохимических процессов, протекающих при окислении азота аммонийных солей в нитриты и нитраты, или за счет окисления двухвалентного железа в трехвалентное. Такой своеобразный процесс синтеза органического вещества из угольной кислоты и воды получил название хемосинтеза. Это явилось крупнейшим открытием в области физиологии микроорганизмов.[. ]

Они называются так по субстратам окисления, которыми могут быть >1Н3, N02, СО, Н23, Б, Ре2+, Н2. Некоторые виды — облигатные хемолитоавтотрофы, другие — факультативные. К последним относятся карбоксидобактерии и водородные бактерии. Хемосинтез характерен для глубоководных гидротермальных источников.[. ]

При содержании железа более 1 1мг/л вода приобретает бурый цвет, железистый привкус, соединения железа и железобактерии отлагаются в трубопроводах и уменьшают их пропускное сечение.[. ]

Г. Киттнер отмечает, что в промывной воде 14 станций обезжелезнвания воды из 15 обследованных были обнаружены железобактерии. Автор полагает, что каталитический эффект от наличия железобактерий проявляется при низких значениях pH.[. ]

К хемотрофам относятся только бактерии, окисляющие различные минеральные вещества (нитрофицирующие бактерии, железобактерии, серобактерии и др.).[. ]

Некоторые виды бактерий окисляют нитриты и нитраты, которые иногда применяются в качестве ингибиторов коррозии. Железобактерии образуют отложения в виде окиси железа, имеющие цвет ржавчины, отложения в виде слизи или желеобразного вещества. Коррозия может принимать различные формы, например может быть сплошной, точечной. Предотвращение коррозии в системах оборотного водоснабжения, как правило, обеспечивается с помощью ингибиторов. Бхтественный процесс образования накипи на внутренних поверхностях труб до некоторой степени обеспечивает антикоррозионную защиту. Функция ингибитора состоит в образовании защитной пленки на поверхности корродирующего металла.[. ]

Хемосинтезирующими организмами являются микроорганизмы — нитрифицирующие, серобактерии, водородные бактерии и железобактерии. Свободный азот усваивают азотфиксирующие бактерии.[. ]

По нашему мнению, отмеченное К. Халле улучшение процесса обезжелезивания с уменьшением pH могло объясняться развитием железобактерии в толще фильтрующего слоя.[. ]

Процесс синтеза 1 г клеточного вещества сопровождается образованием примерно 500 г гидрата окиси железа. С деятельностью железобактерий связывают образование болотных руд на дне водоемов. Нитчатые железобактерии, развиваясь в водопроводных трубах, вызывают их закупорку.[. ]

Материалом для загрузки фильтров служит хорошо «заработанный» песок, покрытый пленкой соединений железа и свободный от железобактерий.[. ]

Процесс хемосинтеза открыт русским ученым-микробиоло-гом С. Н. Виноградским в 1887 г. Некоторые группы бактерий — нитрифицирующие, железобактерии, серобактерии способны накапливать освобождающуюся в процессах окисления энергию и затем использовать ее для синтеза органических веществ. Процесс хемосинтеза протекает без участия хлорофилла, для его осуществления не обязательно наличие света.[. ]

Максимальное развитие организмов обрастаний наблюдается при температуре, близкой к оптимальной для данной группы. Так, некоторые виды железобактерий развиваются при низкой температуре воды. Например, для галионеллы оптимальная температура 7—10° С. Большинство же микроорганизмов обрастаний является мезофилами с температурными оптимумами 15—20 и 35—37° С. Изменение температуры сопровождается сменой микроорганизмов обрастаний. При понижении температуры в загрязненных водах преобладают нитчатые бактерии и грибы. Летом грибы в обрастаниях практически отсутствуют. Быстрее всего развиваются в обрастаниях нитчатые и зооглейные бактерии.[. ]

Нитчатые бактерии являются многоклеточными организмами. Нитчатые бактерии бывают свободно плавающие и прикрепленные. У некоторых нитчатых железобактерий нити покрыты слизистой оболочкой, которая представляет собой футляр или чехол, наполняющийся Ре(ОН)3.[. ]

Все предметы, не смачиваемые водой, а также находящиеся в грунте на глубине его ниже 0,5—1,5 см, оставались свободными от налетов. В указанном слое в результате окислительной деятельности железобактерий (Crenothrix) отлагался гидрат окиси железа.[. ]

Железо также является одним из важнейших биогенных элементов и влияет на интенсивность развития фитопланктона и качественный состав микрофлоры в водоеме. В природных водах присутствуют соединения двух- и трехвалентного железа. В результате химического и биохимического окисления (при участии железобактерий или кислорода) Ре(П) переходит в Ре(Ш), который, гидролизуясь, выпадает в осадок в виде Ре(ОН)з. В природных водах Ре(Ш), как правило, образует гидроксокомплексы. Основной формой нахождения Ре(Ш) в поверхностных водах являются комплексные соединения его с растворенными неорганическими и органическими соединениями, главным образом гумусовыми веществами. При pH >= 8,0 основной формой является Ре(ОН)3. Поэтому железо в природных водах содержится как в растворенном, так и взвешенном состоянии и донных осадках.[. ]

К числу надежных профилактических методов борьбы с привкусами и запахами воды относятся очистка дна и берегов реки от илистой загнивающей растительности, а также очистка и дезинфекция водопроводных сооружений. Эти способы обеспечивают уничтожение организмов, которые вызывают обрастание сооружений: железобактерий (рис. 279), серобактерий, марганцевых бактерий, полипов, моллюсков, ракообразных, мшанок, различных водорослей, взрослых насекомых и их личинок и т. д.[. ]

Кроме вышеописанных организмов-продуцентов в 1887 г. С.Н. Виноградовым были открыты хемосинтезирующие организмы. Эти организмы в процессах синтеза органического вещества используют энергию химических связей. К этой группе продуцентов относят исключительно прокариоты: бактерии, архебактерии и отчасти сине-зеленые. В природе существуют «богатые» потенциальной энергией неорганические соединения. Химическая энергия высвобождается в процессах окисления и некоторых других. Экзотермические (т. е. выделяющие теплоту) окислительные процессы используются азот-фиксирующими (нитрифицирующими) бактериями (окисляют аммиак до нитритов и далее нитратов), железобактериями (окисление закис-лого железа до окисного), серобактериями (сероводород до сульфатов). В частности, последние населяют глубокие океанические впадины, куда не проникает свет, но где в изобилии присутствует сероводород. В этих условиях природа создала уникальные экосистемы, где эти организмы продуцируют органическое вещество в результате хемосинтеза за счет высвобождаемой при расщеплении сероводорода H2S. Как субстрат для окисления используются также метан, оксид углерода и некоторые вещества.[. ]

Это время вообще ознаменовалось выдающимися успехами в биологии почв. Нидерландский микробиолог М. Бейеринк (1851—1931 гг.) в 1888 г. открыл клубеньковую бактерию Bacterium radiciola, фиксирующую азот воздуха па корнях бобовых растений. Так была выяснена причина и вскрыт механизм роли бобовых растений, известный еще Феофрасту и римским агрономам. В 1901 г. Бсйерппк открыл азотобактер — свободно живущую в почве аэробную бактерию, фиксирующую азот. В 1893 г. русский микробиолог С. И. Виноградский (1856—1953 гг.) выделил пз почвы анаэробную бактерию клостридиум, усваивающую молекулярный азот (Виноградский, 1952). Позднее он изучил целлюлозоразрушающие бактерии, серобактерии, железобактерии и открыл процесс хемосинтеза. Все эти открытия важны для почвоведения (Имшеиецкий, 1&52; Waksman, 1953). Один из основоположников вирусологии Д. И. Ивановский (1864—1920 гг.) свои ранние исследования тоже посвятил почвенным микробам.[. ]

М и к о п л а з м ы. Класс Mollicutes. Порядок Му-coplasmatales. Порядок состоит из двух семейств: Mycoplasma-taceae и Acholeplasmataceae. Представители сем. Семейство содержит один род Mycoplasma, насчитывающий 36 видов. Все виды паразитируют в организме животных либо человека. Второе семейство порядка Mycoplasmatales — Acholeplsmataceae — содержит также один род Acholeplasma; все виды этого рода не требуют для своего роста наличия в среде стеринов и являются сапрофитными представителями микоплазм. Болезнетворные микоплазмы изучаются с 1898 г. и о них накоплен огромный литературный материал. В монографии В. Д. Тимакова, Г. Я- Каган [250] собрано более 1000 литературных источников о патогенных микоплазмах. Литература по сапрофитным микоплазмам (около 100 источников) обобщена в монографии В. В. Балашовой «Микоплазмы и железобактерии» [8].[. ]

Поиск значения / толкования слов

Раздел очень прост в использовании. В предложенное поле достаточно ввести нужное слово, и мы вам выдадим список его значений. Хочется отметить, что наш сайт предоставляет данные из разных источников – энциклопедического, толкового, словообразовательного словарей. Также здесь можно познакомиться с примерами употребления введенного вами слова.

Значение слова железобактерии

Энциклопедический словарь, 1998 г.

окисляют закисные соединения железа в окисные, некоторые используют освобождающуюся при этом энергию на усвоение углекислого газа в процессе хемосинтеза. Сборная группа бактерий, способных накапливать соединения железа и марганца. В пресных и соленых водоемах.

Большая Советская Энциклопедия

бактерии, способные окислять закисные соединения железа в окисные и использовать освобождающуюся при этом энергию на усвоение углерода из углекислого газа или карбонатов (см. Хемосинтез ). Окисление протекает следующим образом:

4Fe (HCO3)2 + 6H2O + O2 = 4Fe (OH)3 + 4H2CO3 + 4CO2.

При этой реакции энергии выделяется немного, поэтому Ж. окисляют большое количество закисного железа. Из Ж. наиболее изучена в физиологическом и биохимическом отношении неспороносная подвижная палочка Thiobacillus ferrooxidans, окисляющая и серу. К Ж. относятся также некоторые нитчатые бактерии из рода Leptothrix, с толстыми ржавого цвета капсулами (влагалищами), содержащими гидрат окиси железа; Gallionella, состоящая из спирально закрученных в виде пучков тончайших (0,01 мкм) нитей, образующих стебелёк, на поверхности которого откладывается гидрат окиси железа. Ж. обитают в воде пресных и солёных водоёмов, играют большую роль в круговороте железа в природе. На дне водоёмов образуют тёмно-коричневые дискообразной формы конкреции, состоящие из железа и марганца.

thumb|right|250px|Ручей с железобактериями в Шотландии. Железобактерии — бактерии. способные окислять двухвалентное железо до трёхвалентного и использовать освобождающуюся при этом энергию на усвоение углерода из углекислого газа или карбонатов. Железобактерии были открыты С. Н. Виноградским .

Acidithiobacillus ferrooxidans были открыты в 1950 году (назывались Thiobacillus ferrooxidans), и в дальнейшем их использовали в промышленности для производства меди .

Они чрезвычайно широко распространены как в пресных, так и в морских водоемах, играют большую роль в круговороте железа в природе. Благодаря их жизнедеятельности на дне болот и морей образуется огромное количество отложенных руд железа и марганца. Окисление протекает следующим образом:

4Fe(HCO_3)_2 + O_2 + 2H_2O \longrightarrow 4Fe(OH)_3 + 8CO_2

При этой реакции энергии выделяется немного, поэтому железобактерии окисляют большое количество двухвалентного Fe железа .

Некоторые из железобактерий являются литоавтотрофами .

Железобактерии

Железобактерии можно встретить в канавах и лужах среди торфяных почв, в некоторых озерах и во многих ключах можно встретить охристого цвета осадки или студенистые массы, состоящие из трубочек, вырабатываемых живущими внутри бактериями. Это по большей части Leptothrix ochracea. Осадки с яркой охристой окраской дают обычно лишь пустые трубочки, строители которых, бактерии, уже их покинули; лучший результат получается при исследовании более светлых студенистых масс, окраска, которых несколько напоминает окраску кофе с молоком. В этом случае в препарате легко рассмотреть внутри коротких двуконтурных, слегка изогнутых трубочек и живые бактерии, расположенные по одной на некотором расстоянии друг от друга в виде как бы прерывистой нити.

Сами железобактерии обычной формы для рода Bacterium, это — короткие палочки с округлыми концами, совершенно бесцветные; влагалища их, т. е. стенки трубочек, довольно массивные, вначале также бесцветны, и лишь постепенно окрашиваются благодаря накоплению в их толще гидрата окиси железа. Виноградский в 1888 г. впервые высказал мнение, что окисление железа этими бактериями есть несомненный жизненный акт, соответствующий дыханию ; как и всякий экзотермический процесс, он является источником свободной энергии. Работы Лиске в 1911 и 1920 гг. подтвердили это точными опытами.

Бактерии поглощают из воды растворенные в ней соли закиси железа и окисляют их в соли окиси. Последние постепенно пропитывают стенки трубочек, и уже в их толще переходят в менее растворимые основные соли, чтобы еще позднее выпасть в осадок гидрата окиси железа.

Когда стенки трубочек уже сильно пропитаны железом, бактерии бросают их, и пустые влагалища ржавого или даже бурого цвета падают на дно водоема, где и накопляются массами.

При изучении препаратов лучше фиксировать их подсушиванием, просветлить молочной кислотой и окрасить метиленовой синью, так как при этом окрашиваются заметно только бактерии, а стенки трубочек не меняют своей естественной окраски. Материал лучше брать весной; к осени часто вся масса трубочек пустеет, становится хрупкою и вообще мало интересна. При исследовании легко подметить, что массивная стенка трубочек распадается на два слоя, наружный — более мощный, студенистый с отложениями железа, и внутренний — тонкий и более плотный. Размножается этот организм разрастанием отдельных неподвижных клеток яйцевидной формы, строящих новые влагалища.

По Омелянскому, «для получения разводки железобактерий в высокий цилиндр бросают вываренное в большом количестве воды сено, прибавляют к нему свежеосажденный гидрат окиси железа и для заражения немного ила или тины. Цилиндр затем заливается до верха колодезной водой. Через некоторое время на поверхности жидкости и на стенках сосуда появляются ржавые пятна, постепенно разрастающиеся и вскоре покрывающие стенки цилиндра сплошным войлоком железобактерий».

Микробиологические процессы окисления и концентрации железа и марганца

Железобактерии. Этот термин был введен С. Н. Виноградским (1888) для микроорганизмов аноргоксидантов, которые способны использовать для жизненных процессов энергию окисления закисного железа в окисное.

К этой группе микроорганизмов исследователи проявляют большой интерес, что объясняется их существенным значением как в природных процессах, так и в практической деятельности людей. Одной из первых обобщающих работ по их изучению была монография Н. Г. Холодного (1922) «Железобактерии», ряд статей В. О. Калиненко (1946) и др. Тем не менее до сих пор нет полной ясности относительно того, какие микроорганизмы следует причислять к железобактериям, нет четкости ни в их систематике, ни в их таксономии.

Микроорганизмы, окисляющие Fe, можно разделить на четыре группы.

1. В первую группу входят облигатно-ацидофильные автотрофные бактерии, окисляющие железо в кислой среде: Thiobacillus ferrooxidans (ранее описанный в главе о круговороте серы), строгий хемолитотроф, ассимилирует двуокись углерода из атмосферы за счет энергии, получаемой при окислении Fe 2 +: 4FeSO4 + 2H2 SO4 + O2 = 2Fe2 (SO4 )3 + 2Н2 O. Энергетическая эффективность этого процесса очень низка и для связывания 16 г С02 требуется окислить 120 г FeSO4 (или для того, чтобы образовался 1 г сырой биомассы железобактерий, необходимо окислять 500 г сернокислого железа). Th. ferrooxidans может окислять также двухвалентное железо карбоната до трехвалентного и получать около 40 ккал энергии: 4FeCO3 + O2 + 6H2 O = 4Fe(OH)3 + 4CO2. В природе Th. ferrooxidans обычно развивается в условиях: наличия закисного железа в виде солей или сульфидных минералов; присутствия углекислоты и кислорода; достаточного количества N, Р и минеральных солей; оптимума температуры 30—35°.

Способен окислять Fe в кислой среде и осуществлять хемолитотрофный обмен Leptospirillum ferrooxidans, относящийся к небольшим спириллам, обитающим в водоемах.

Термофильный организм Brierly, выделенный в 1973 г. paстущий в кислой среде, окисляет не только Fe, но и S. Он очень сходен с микоплазмами, развивается в температурный границах 45—70° и при оптимуме pH 2.

2. Вторая группа «собственно железобактерий» (вернее — железомарганцевых бактерий) включает микроорганизмы, окисляющие Fe и Mn при реакции среды, близкой к нейтральной. и поэтому образующие скопления гидроокислов железа (охру) и марганца. На большом экспериментальном материале показано, что этим микроорганизмам присущ гетеротрофный тип; обмена; окисление Fe и Mn не имеет для них энергетического значения и не служит источником энергии для ассимиляции, углекислоты (Дубинина, 1977). Установлено, что железобактерии, обитающие в почвах или водоемах с нейтральной или слабощелочной реакцией среды (Metallogenium, Leptothrix, Siderocapsa и другие), при окислении органического вещества выделяют в качестве продуктов метаболизма перекись водорода, которая может не только угнетать рост и развитие клеток. но и вызывать их полный лизис. Физиологическая роль Fe 2+ и Mn 2+ заключается в устранении ингибирующего действия продукта обмена — Н2 О2. Осуществляется это таким образом. Некоторые микроорганизмы выделяют перекись водорода и. одновременно каталазу. Под влиянием этого фермента Н2 О2 разлагается на воду и кислород; последний окисляет присутствующие в среде обитания двухвалентные Fe и Mn. Их гидроокислы откладываются или на поверхности клеточных структур, в капсулах или чехлах.

Если микроорганизмы, вырабатывающие Н2 О2. не обладают каталазой, то часто наблюдается их симбиоз с организмами, выделяющими этот фермент.

Возможен также вариант отложения Fe+ 3 в оболочке микроорганизмов либо на поверхности клеток, если организм покрыт капсулой или имеет чехол и в процессе жизнедеятельности выделяет Н2 О2. В некоторых случаях Fe+ 2 окисляется до Fe+ 3 даже в отсутствие каталазы.

Отложение окислов железа в капсулах организмов может происходить и при использовании бактериями комплексоорганических соединений закисного и окисного железа, независимо от образования перекиси водорода, хотя ее присутствие заметно ускоряет окисление закисного железа.

Если в среде находится восстановленное железо, а клетки железобактерий покрыты двуокисью марганца, то чисто химическим путем протекает обменная окислительно-восстановительная реакция, сопровождающаяся окислением и осаждением окислов железа с одновременным переходом в раствор двухвалентного марганца: Mn +4 + Fe +2 ->Mn +2 +Fe+ 3. Такого рода процесс можно наблюдать в озерах при погружении покрытых окислами марганца клеток из микроаэрофильной зоны в анаэробную, куда поступает Fe+ 2 снизу из восстановленного горизонта иловых отложений.

В некоторых случаях при накоплении двуокиси марганца на поверхности клеток железобактерий окисление Mn+ 2 может происходить вследствие адсорбционных или автокаталитических явлений; вероятно, это имеет значение при формировании орудненных биогенных структур, но с достаточно заметной скоростью этот процесс идет лишь при pH>8,5.

К гетеротрофным микроорганизмам, окисляющим преимущественно Fe, относят нитчатые железобактерии из родов Leptothrix и Sphaerotilus, образующие цепочки клеток, заключенные в общий чехол, где происходит отложение окислов Fe и Mn. Это единственные железобактерии, чистые культуры которых удалось получить, но все же слабо изучены их морфология, физиология и систематика.

Нитчатые железобактерии — аэробы, оптимальные условия для их роста создаются в микроаэрофильных зонах. Оптимум pH 5,8—6,8, а пределы развития лежат в интервале 5—10.

Sphaerotilus natans — обычно обитает в загрязненных водоемах; в незагрязненных, где есть закисное железо, он растет с отложением окислов железа в чехлах (окислы марганца никогда в этом организме не накапливаются).

Leptothrix ochracea — одна из наиболее распространенных нитчатых железобактерий, свободно плавающая в воде, образует скопления ржавых окислов в ручьях, болотах, на выходе железистых источников. Участвует и в формировании железистых руд. Продуцируемые этим организмом тонкие железистые трубочки одинакового диаметра покрывают дно рек, озер и болот как бы тонким пушистым осадком от желтого до оранжевого цвета.

Цилиндрический чехол этих бактерий, содержащий цепочки клеток, по мере отложения гидроокиси железа ограничивает доступ к ним закисного железа и кислорода, поэтому клетки оставляют старые чехлы и, выползая наружу, образуют новые. Таким образом появляются охристые осадки в водоемах. Вес накопленного железа превышает вес самих клеток в сотни раз.

К этой же группе железобактерий относятся мелкие, не имеющие клеточной стенки организмы родов Siderococcus к Gallionella, принадлежащие к микоплазмам.

Значительно участие Siderococcus в образовании железистых отложений в озерах. В больших количествах они были обнаружены в илах озер Карелии. Один из представителей этого рода — Siderococcus limoniticus — строгий микроаэрофил, чаще обитает в илах на границе окислительно-восстановительной зоны и крайне редко — в водной толще. Зона роста в виде охристой тонкой прослойки обычно располагается в самом нижнем слое окислительного горизонта. Мелкие клетки этого организма обладают нитевидным придатком, объединяются по 8—10 штук в плавающие колонии, хотя жгутиков не имеют. Нередко клетки Siderococcus сосредоточены на поверхности других микроорганизмов и, по-видимому, паразитируют на них. Все представители этого рода могут окислять только Fe+ 2. но не Mn+ 2 .

К необычным по форме организмам относится Gallionella, населяющая водоемы и встречающаяся в больших количествах в переувлажненных горизонтах подзолистых почв тяжелого механического состава. Для нее характерны винтообразно закрученные ленты, или нити, состоящие из волокон, накапливающих окисное железо. На концах нитей (стебелька) обычно присутствуют бактериальные клетки.

В стебельке Gallionella была обнаружена органическая матрица и таким образом представление о чисто химической ее структуре опровергнуто (В. Итерсон, 1958). Типичный представитель рода Gallionella — G. ferruginea выделен из снеговых вод в Подмосковье (Балашова, 1&74); имеет вибриоидные клетки со жгутиками. Клетка образует стебелек — белковую строму, на его поверхности откладывается гидрат окиси железа; осаждает только окислы Fe. Этот вид распространен в воде мезотрофных и автотрофных озер, в олиготрофных встречается главным образом в грунтах. Благодаря низкому оптимуму температуры развития 6—8° она обычна в холодных водах озер зимой — весной. Часто обнаруживается в зоне железистых обрастаний илов, аэрируемых до дна водоемов, железистых источниках, системах водоснабжения.

3. Третью группу образуют гетеротрофы, которые не растут на свойственных сапрофитам средах. Они развиваются лишь в присутствии такого энергетического материала, как органоминеральные комплексы железа и марганца с ульминовыми и фульвокислотами. На основании детальных исследований микрофлоры подзолистых почв они выделены в особый род — Pedomicrobium, отнесенный к семейству Hyphomicrobiaceae (Заварзин, 1961). Все представители этого рода — одноклеточные, крупные, палочковидные или овальные, почкующиеся организмы, развиваются в нейтральной или слабощелочной среде, тип питания — гетеротрофный, микроаэрофилы, откладывают либо бесформенные, либо сконцентрированные на гифах окислы железа или марганца. Обитают в относительно хорошо аэрируемых подзолистых почвах и песчаных подзолах, обнаружены в буроземах, серых лесных почвах и в красноземах Кавказа.

Наиболее распространен P. ferrugineum Arist.; его ожелезненные колонии состоят из клеток, соединенных сильно ветвящимися тонкими нитями. Реже встречается P. podsolicum Arist. похожий по форме колоний на предыдущий вид, но отличается тем, что аккумулирует не только Fe, но и Mn. Р. manganicum Arist. — новый вид, выделенный из подзолистых почв, образует мелкие, до 0,5 мм в диаметре, темноокрашенные, покрытые гидроокислами марганца, колонии; клетки диаметром около 0,4 мкм, обычно круглые, реже овальные; колонии имеют причудливую форму, похожую на колонии P. ferrugineum встречается реже, чем другие виды. В результате деятельности видов Pedomicrobium в почвах образуются железистые и железомарганцевые конкреции. Их роли в формировании профиля подзолистых почв посвящена монография Т. В. Аристовской: «Микробиология подзолистых почв» (1963). К микроорганизмам, окисляющим Mn, она относит также Metallogenium.

Metallogenium — микоплазменный организм, не имеет клеточной оболочки, в присутствии Mn в культурах выглядит как «паучок» нитей, расходящихся из центра и покрытых окислами марганца. На некоторой стадии развития Metallogenium становится паразитом гриба, вероятно внутриклеточным; выделены безгрибные культуры Metallogenium.

Окисление марганца для Metallogenium — функция специфическая, но не энергетическая. Аналогичное значение Mn и для нитчатых бактерий Leptothrix и др. Обнаруженные в почвах Сахалина микроорганизмы, окисляющие Mn, отнесены к родам Naumanniella и Siderocapsa. В кислых торфяниках этот процесс связан с грибной микрофлорой: Cephalosporium, Penicillium, Alternaria. Способность к окислению Mn у псевдомонад выявлена лишь при совместном культивировании двух штаммов.

Metallogenium — эпифиты, обитают на листьях растений и попадают в почву вместе с опадом, участвуют в его разложении и превращениях марганца растительных остатков. В подзолистых почвах представители этого рода составляют 25—50% от общего числа микроорганизмов, окисляющих Mn, обнаружены они и в полупустынных почвах, где осуществляют только окисление Fe. Они могут воздействовать на ряд почвенных минералов (оливин, роговая обманка, биотит, магнетит, родонит, пиролюзит и др.).

Кроме Pedomicrobium manganicum и Metallogenium марганец окисляется очень большим числом микроорганизмов, не только бактериями, но и мицелиальными грибами и дрожжами.

Итак, рассмотренная группа гетеротрофных организмов в геохимии железа и марганца осуществляет две функции:

1) освобождают Fe и Mn, используя органо-железистые и органо-марганцевые комплексы как источник органического вещества, при разложении последнего; 2) окисляют двухвалентные формы железа в трехвалентные, а марганца в трех — и четырехвалентные, при реакции перекиси водорода с каталазой (продуктами жизнедеятельности организмов). Окисление сопровождается отложением окислов металлов на поверхности клеточных структур, в капсулах или чехлах (каталаза выполняет в данном случае пероксидазную функцию). Таким образом, Fe и Mn выполняют роль защитного приспособления для детоксикации вредных продуктов обмена. Для самих организмов реакция окисления вряд ли имеет физиологическое значение и не используется ими в энергетических целях.

В настоящее время установлено, что многие виды водорослей также способны осаждать на поверхности клеток окислы железа и марганца. Они входят в разные таксономические группы, среди которых наиболее известны из Cyanophiceae Paracapsa siderofilum, Aphanothece ferruglobula, Lyngbya ferruginea; из Chrysophyceae — Chrisococcus sp. Mallomonas sp.r все виды рода Trachelomonas и др. Некоторые синезеленые вырабатывают перекись водорода, очевидно, эти организмы имеют перекисный механизм, как и железобактерии. Но по сравнению с последними масштабы их геологической деятельности ничтожны, так как ни один из этих видов не встречается в природе в больших количествах.

4. Четвертую группу железобактерий представляют органогетеротрофы, способные разрушать комплексные органические соединения Fe, но без изменения его валентности. Гумусовые вещества подзолистых почв содержат железо как в закисной, так и в окисной формах. Под воздействием микроорганизмов рода Seliberia (Arist. et Parink.) (1963) эти органо-минеральные комплексы разрушаются, валентность железа, входящего в их состав, не изменяется. Seliberia stellata — звездообразующая бактерия, клетки ее соединены в звездные комплексы подвижные благодаря жгутикам. Накопление Fe начинается всегда в центре звезды, а затем уже оно откладывается на радиально расположенных клетках. В природе встречаются звездообразующие бактерии и покрытые отложениями гидроокиси железа, и свободные от нее. Аккумуляцию железа этими микроорганизмами нужно рассматривать как побочный результат использования органо-минерального соединения при гетеротрофном типе обмена. Несмотря на значительно меньшее участие таких бактерий в биологической аккумуляции железа, чем различных видов Pedomicrobium, все же их доля в накоплении этого элемента в почве достаточно существенна; в иллювиальных горизонтах гумусово-иллювиальных подзолов звездообразующие бактерии преобладают в микробных пейзажах.

Разлагают органические соединения Fe и Mn также и Arthrobacter и Naumanniella, откладывающие их окислы в капсуле. Представителей рода Arthrobacter — Siderocapsa впервые выделил из водных растений Молиш (1&10); обнаружены они и в различных водоемах, озерах, почве. Это мелкие палочки и кокки погружены в капсулу, развиваются обычно при pH 6,7—7, при температуре 4—16°. В процессе жизнедеятельности используют гуматы железа, окисляя органический радикал и отлагая остающееся железо.

Naumanniella похож на Arthrobacter, но отличается тем, что его клетки расположены поодиночке и заключены в тонкую, плотную капсулу, заполненную гидроокислами Fe и Mn.

Накопление железа происходит не только при разложении сложных железогумусовых комплексов, но и низкомолекулярных железоорганических соединений. В опытах с культурами Pseudomonas fluorescens и Acinetobacter лимоннокислое железо разлагалось с образованием осадка, содержащего 40% железа и 12% углерода.

Железобактерии, накапливающие гидроокислы железа (охру), широко распространены в поверхностных и подземных водах, в донных отложениях и почвах. В озерах, когда в воде появляется ион Fe 2 +, содержание Gallionella составляет до 35 тыс. кл/мл (иногда достигает 56% общего числа бактерий).

В верхней части донных отложений морей, где протекают восстановительные процессы с образованием СО2. приводящие к нейтрализации воды в придонной зоне, часто встречаются Gallionella. Обнаружили их в холодноводных источниках, в рудничных водах горных выработок (Чухров и др. 1973). Обитают они в подземных и почвенных водах (нейтральных или слабокислых), выходящих на дневную поверхность и содержащих бикарбонат железа (окисление железа частично возможно и химическим путем).

В подземных водах (50% которых содержит закисное железо), используемых в водопроводных системах, развиваются железобактерии, что приводит к закупориванию труб. Для устранения этого явления сооружают отстойники, где вода аэрируется и освобождается от железа до поступления в водопроводную систему.

Дренажные трубы, собирающие грунтовые железистые воды осушаемых территорий, также обычно становятся местом развития железобактерий. В трубах откладывается слой охры примерно в 1,3 см за год, что приводит к выходу их из строя.

Поделитесь ссылкой с друзьями

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *