5.Биодеградация   на   минерали.Скисление   на   сулфиди   от   хемолитотрофни 
бактерии.Биологично

излугваненаокиси,карбонати,алумосиликати. 

Биодеградацията (излугване)

 представлява п-с на разтваряне на някаква минерална субстанция с 

разтвор,   съдържащ   м.о   или   техни   секретирани   метаболити.Ако   разтвора   съдържа   само   хим. 
компоненти имаме хим. разтваряне.Често то е комбинирано.Резултатът е мигриране на мин. или 
част от тях в разтвора.Разтварянето се дължи както на окислителни,така и на редукционни п-си. 
Протича и в аеробни,и в анаеробни условия.М.о. участват пряко и непряко в п-сите на разграждане 
на мин.При преките механизми м.о. разграждат мин.,за да използват хим. енергия,която се отделя 
(хемолитотрофен метаболизъм).При непреките м.о. разграждат мин. чрез секретирани метаболити 
(орг.   и   неорг.   к-ни),но   не   използват   отделената   хим.   енергия. 

1.Окисление   на   сулфиди   от   хемолитотрофни   бактерии.  

Бактериално   окисление   (излугване)

-

процес,при който сулфидните минерали се атакуват от разтвор,съдържащ ХЛБ,в резултат на което от 
неразтворима   форма  във  вода(сулфиди)   преминават   в   разтворима(сулфати).ХЛБ   окисляват   разл. 
неорг. субстрати(йони,разл.разтворими водни с-я,минерали-донор на еˉ) и използват отделената хим. 
енергия за удовлетворяване на жизнените им нужди,т.е. синтез на АТФ(биол.използваема форма на 
енергия).Използват неорг. източник на С.Изискват задължително присъствие на О

2

(акцептор на еˉ). 

Основни   механизми   на   бактериално   Ох   на   сулфидните   минерали:  

•

Пряк   механизъм

:    МS+O

2 

+2Н

2

SO

4

→2МSO

4

+2Н

2

O+2S°;

 Сu

2

S+O

2

+Н

2

SO

4

→2СuS+2СuSO

4

+2Н

2

0

; 

4FеS

2

+15O

2

+2Н

2

0→2Fе

2

(SO

4

)з+2Н

2

SO

4

;   МоS

2

+2O

2

+6Н

2

O→2Н

2

МоO

4

+4Н

2

SO

4;     

При този механизъм 

се изисква физически контакт между бак. и минералната повърхност.Прикрепването на бак. към мин. 
се осъществява чрез произвежданите от тях фосфолипиди(повърхностно активни вещества),които 
намаляват повърхностното напрежение.Механизмът представлява отнемане на еˉ от сулфидната S и 
от металните атоми в низша  валентност и транспортирането им до крайният акцептор молекулен 
O

2

,т.е.  биоелектрохимична с-ма,обхващаща самия минерал и бак. към него и транспортираща еˉ от 

анодната област на разтваряне на мин. към компонент от дихателната верига на бак.,служещ като 
катод.Бак. приемат еˉ от катода и ги прехвърлят към мол.O

2

.Чрез отнемането  на еˉ бак. ускоряват 

сулфидното   разтваряне.Бак.   действат   като   катодни  поляризатори. 

Поляризация

-понижаване   на 

потенциала   на   анодната   и   катодна   реакция.     МS↔М²

+

+Sº+2еˉ-   главна   анодна   реакция; 

1

/

2

O

2

+2еˉ+2Н

+

→Н

2

O-главна катодна р-я; Бак. използват отделената хим. енергия за генериране на АТФ. 

Прекият   механизъм   се   осъществява   от   ХЛБ   окисляващи  Fе²

+

и  S²ˉ:   •Acidithiobacillus   ferrooxidans

-

ацидофил,мезoфил,облигатен   аероб,Ох  

Fе²

+

и  S²ˉ;   •Leptospirillum   ferrooxidans

-aцидофил, 

мезофил,облигатен аероб,Ох само Fе

2+

,не може да Ох

 S²ˉ

. •Sulfobacillus thermosulfidooxidans-

умерен   термофил,факултативен   ХЛБ,ацидофил,Ох

  Fе²

+

и  S²ˉ

.  •p.Acidianus,p.Sulfolobus

-

архебактерии,екстремални   термофили,факултативни ХЛБ,ацидофили,Ох Fе²

+

и S²ˉ.;

•

Непряк

механизъ

 м

:

МS+Fе2(SO4)3→МSO4+2FеSO4+2S°-хим.Ох.; 

4FеSO4+O2+2Н2SO4→2Fе2(SO4)3+2Н2O–биол.Ох;     Представлява Ох на сулфиди до регенерация 
на ферийони.Fе

3+

са силен Ох-тел и  хим. Ох МS.Регенерираните  Fе

2+

  се Ох биол. до  Fе

3+

  от ХЛБ, 

получава се кръговрат.Изключително важни са м.о. за Ох на  Fе

2+

,тъй-като в кисела среда е много 

устойчиво на хим.Ох.Получената S° се отлага върху мин. повърхност и я пасивира,затова е от голямо 
значение   способността   на   ХЛБ   да   я   Ох   до   Н

2

SO

4

.:  2Fе

2

(SO

4

}

3

+12Н

2

O→4Fе(ОН)

3

+6Н

2

SO

4

- 

хидролиза   на  Fе

3+

;  ЗFе

2

(SO

4

)

3

+2Х

+

+SO

4

2

ˉ+12Н

2

O→2ХFе

3

(SO

4

)

2

(ОН)

6

+6Н

2

SO

4

-хидролиза   на  Fе

3+

; 

Fе(ОН)

3

  е   колоидна   субстанция,която   се   отлага   в/у   мин.повърхност   и   я   пасивира.Ярозитът 

2ХFе

3

(SO

4

)

2

(ОН)

б

  е   порьозна   утайка,която   позволява   контакт   м/у   реагентите   и   мин.  повърхност. 

•

Окислителна-сярнокиселинна деструкция

:S°+1,5O

2

+Н

2

O→Н

2

SO

4

;     

Този механизъм е х-н само за 

сулфиди с висока  разтворимост-ZnS,CdS,NiS;Бак.,осъществяващи   този   механизъм   Ох  S,но   не   и 
Fе

2+

:  »Acidithiobacillus   thiooxidans

(най-важен   за   п-са)-ацидофил,мезофил,облигатен   аероб. 

»Acidithiobacillus acidophillus-ацидофил,мезофил,облигатен аероб. »Acidithiobacillus thioparus-
неутрофили,аероби;   »Acidithiobacillus   neopolitanus-неутрофили,аероби;   Оби

кновено 

паралелно действат и трите механизма.При халкопирита най-важен е прекия механизъм,за ZnS и PbS 
се   Ох   добре   и   чрез   прекия,и   чрез   непрекия   механизъм.Разтварянето   на   МS  е   най-широко 
разпространеният начин за постъпване на тежки  метали във водите.Особено опасни са киселите 
дренажни води-повечето йони на тежките метали са добре разтворими в кисела среда(единствено 
РbSO

4

 и RaSO

4

 са неразтворими в кисела среда),т.е. са добре преносими и могат да упражняват своето 

токсично действие на големи разстояния.Самата Н

2

SO

4

  генерирана при Ох поддържа кисело рН и 

благоприятства  развитието   на   ХЛБ   и   окислителните   п-си.Всички   желязосъдържащи   сулфиди 
продуцират  Н

2

SO

4

,но  FеS

2

  е минерала при чието Ох се генерира най-много Н

2

SO

4

.  Ох на МS  се