No module Published on Offcanvas position

Глава 5. Материалы и биотехнология 5.1. Введение

Вероятно, из всех аспектов микробиологической технологии меньше всего рекламируется и больше всего недооценивается применение микроорганизмов для экстракции металлов из ми­нералов, для концентрирования и извлечения драгоценных ме­таллов из растворов, а также для получения новых промыш­ленных биоматериалов.

Еще за 1000 лет до нашей эры римляне, финикийцы и люди других ранних цивилизаций извлекали медь из рудничных вод или вод, просочившихся сквозь рудные тела. В XVII в. валлий­цы в Англии (графство Уэльс) и в XVIII в. испанцы на место­рождении Рио-Тинто применяли такой процесс «выщелачива­ния» для получения меди из содержащих ее минералов. Эти древние горняки и не подозревали, что в подобных процессах экстракции металлов активную роль играли бактерии. В на­стоящее время этот процесс, известный как бактериальное вы­щелачивание, применяется в широких масштабах во всем мире , для извлечения меди из бедных руд, содержащих этот и другие ценные металлы в незначительных количествах. Биологическое выщелачивание применяется также (правда, менее широко) для высвобождения урана. Проведены многочисленные исследования природы организмов, участвующих в процессах выщелачивания металлов, их биохимических свойств и возможностей примене­ния в данной области. Результаты этих исследований показы­вают, в частности, что бактериальное выщелачивание может широко использоваться в горнодобывающей промышленности и, по всей видимости, сможет полностью удовлетворить потребно­сти в энергосберегающих, не оказывающих вредного влияния на  окружающую среду технологиях.

Несколько менее известно, но столь же важно использование микроорганизмов в горнодобывающей промышленности для из­влечения металлов из растворов. Некоторые прогрессивные тех­нологии уже включают биологические процессы для получения ^металлов в растворенном состоянии или в виде твердых частиц ;из моечных вод, остающихся от переработки руд. О способности микроорганизмов накапливать металлы известно уже давно,, и энтузиасты издавна мечтали об использовании микробов для получения ценных металлов из морской воды. Проведенные исследования рассеяли некоторые надежды и в значительной степени определили области применения микроорганизмов. Из­влечение металлов при их участии остается многообещающим способом дешевой обработки загрязненных металлами промыш­ленных стоков, а также экономичного получения ценных ме­таллов.

Давно известно и о способности микроорганизмов синтези­ровать полимерные соединения; в самом деле, большинства компонентов клетки — это полимеры. Однако на сегодняшний день менее 1 % всего количества полимерных материалов про­изводит микробиологическая промышленность; остальные 99% получают из нефти. Пока биотехнология не оказала решающего влияния на технологию полимеров. Возможно, в будущем с по­мощью микроорганизмов удастся создавать новые материалы специального назначения.

Биоповреждение обычно не рассматривают как один из ас­пектов биотехнологии, но тем не менее оно имеет огромное экономическое значение. Микробы способны разрушать мате­риалы, находящиеся в земле и под водой; они размножаются в промышленных водах, нефтепродуктах и эмульсиях, вызывая коррозию промышленных сооружений или образование слизи,, а также повреждают топливные баки. Последнее создает осо­бенно серьезные проблемы в авиации и заставляет проводить дорогостоящие контрольные измерения.

Цель этой главы состоит в том, чтобы рассмотреть роль микроорганизмов в коррозии, в извлечении металлов и получе­нии биоматериалов. Описаны отдельные микроорганизмы и их использование в современной технологии, а также их значение для дальнейшего развития технологии на нашей планете.