Mavzu: Tion mikroorganizmlarning faolligi varivojlanishiga tasir etuvchi omillar

A. ferrooxidans bakteriyalari mezofil hisoblanib, 28-35⁰C temperatura ularning rivaojlanishi uchunoptimalligi aniqlangan. Issiqlik darajasi 40⁰ etgandaular usishdan tuxtaydi, issiqlik darajasi 50⁰ ga etganda, ular tanasidagi oqsillar denaturatsiyaga uchrab, bakteriyalar nobud bulishadi. Past tempYeraturalardabakteriyalarning o’sish tezligi sekinlashadi va xujayralipidlari tarkibiga kiradigan yuqori darajada tuyinganyog‘ kislotalarini sintezlay olmaydi. Tabiiyki, bundaoksidlash faolligi susayadi. 
Arsenopiritdan mishyakning ishqorlanishiningmaksimal tezligi 35⁰C temperaturada kuzatiladi vauning Eritmaga ajralishi 1,3 va 4,3 barobar ko’payadi, masalan 20 va 30⁰C issiqlikka nisbatdan. Barchaholatlarda kuzatiladigan qung‘iroqsimon qiyshiq chiziqissiqlik darajasi va oksidlanishning fermentativmexanizmiga bog‘liq, chunki ferment-katalizatorlarningspetsifik belgilaridan biri, ularning issiqlik darajasibilan bog‘likligi va termolabilligi (issiqlikka nisbatdano’zgaruvchanligi). Issiqlik koeffitsienti Q₁₀ temirningoksidlanishi natijasida 2,0 -ga teng, sulfidminerallarining ishqorlanishi natijasida esa 2…3.
Oltinmishyakli konsentratlarning ishqorlash tajribasishuni kursatdiki, oksidlanish jarayoni intensiv ravishda40⁰C –da kechadi, bunda A.ferrooxidans, A.thiooxidansva Leptospirillum ferrooxidans mezofil bakteriyalaridantashqari urtahol termofillar ishtirok etishadi va ularsulfidlarning oksidlanishini 40-45⁰C da ham davomettirishadi. 
A.ferrooxidans tion mikroorganizmlarining aerobmetabolizmida kislorod elektron akseptorlari vazifasinioksidaza fermentlari ishtirokida bajaradi. Kisloroddantashqari ushbu obligat avtotrof bakteriyalar uglerodniatrof muhitdagi karbonat angidrididan ajratib hazmqilishadi. Shuning uchun A.ferrooxidans ishtirokidakechadigan bakterial ishqorlanish natijasida muhitninggaz tarkibi O’zgaradi, ya’ni undagi kislorod va karbonatangidrid miqdori, uning ulchami asosiy parametrlardanbiri bo’lib, bakteriyalarning faolligi, usish darajasi vabiologik oksidlanishning tezligini belgilaydi. O₂ va SO₂ –ning oddiy muhitdagi miqdori (8,1 mg/l va 0,03%) aytaylik mikroorganizmlarning faol rivojlanishi uchunetarli emas. Oksidlanmagan temirning oksidlanishiuchun iste’mol qilinadigan kislorod va karbonatangidridning xajmi muhitdagi Eritma holatidaginisbatdan 180 va 80 barobar ko’p bo’lishi kerak. Shuning uchun asosiy e’tiborni bakterial ishqorlashjarayonini tashkil etadigan vaqtda pulpaningaeratsiyasiga qaratish kerak, chunki idishdagi usulniamalga oshirganda, mexanik qorishtirish bilan birgaatmosferadan havoni surib, bosim ostida majburanpulpaga berish zarur. Masalan, idishlardagi aeratsiyatemirning oksidlanish darajasini 7 barobar ko’paytirishimkonini beradi. Bir kilogramm oksidlanmagan temirnioksidlash uchun, bakteriyalarga 0,14 kg kislorod talabqilinadi. Bir kilogramm elementli oltingugurtni sulfat-ionlarga aylantirish uchun bakteriyalar-2 kg kislorodiste’mol qilishadi. Buncha miqdordagi kislorodnifaqatgina pulpaga majburan, bosim ostida atmosferahavosi berilishi lozim. 
Lekin tajriba yuli bilan idishdagi usulda aeratsiyaningkerakli miqdori aniqlanmagan. Ushbu muhim masalabo’yicha adabiyotda uchraydigan ma’lumotlar ko’pxollarda bir biriga qarama qarshi. Bir holatda, oksidlanmagan temirni bakterial oksidlash uchunmuhitning bir hajmiga, bir soatda bir hajm havopurkalishi zarur, boshqasida–bir soatda uch hajmdeyilgan. Lekin mikrobiologiyadan ma’lumkiaeratsiyaning intensiv berilishi aerobmikroorganizmlarining usishini susaytirishi mumkin, agar ular tuzli ozuqa muhitida bulishsa va xujayralarmiqdori 10⁷ xuj/ml.–dan ko’p bulsa. Shuning uchunmikrobiologlar bakterial muhitlarni aeratsiya qilishni 1-1,5 soatdan keyin boshlashni tavsiya etishadi. Bundabakteriyalar usishning eksponensial fazasiga kirishadi. 
Temirning bakterial oksidlanishi va unga havoningta’siri bo’yicha o’tkazilgan tadqiqotlar shuni kursatdiki, bir soatda, bir hajm muhitga havoning 300 xajminiyuqori dispergatsiyalab junatganda ham bakteriyalarfaolligi pasaymadi. Sanoat sharoitida esa xar birminutda havoning sarflanishi pulpaning bir hajmiga birhajm havo berilish kerak deb hisoblanardi. Havoningbunday miqdorda sarflanishi ishqorlanish jarayoningxarajatini kutarib yuboradi. Shuning uchun pulpatarkibidagi kislorodning qoldiq miqdori 2 mg/l dan kambulmasligi e’tirof etilardi.
Tarkibida sulfidlari bor maxsulotlarning tarkibidagixar xil organik va anorganik moddalarning va qattiqsulfid zarrachalarining miqdori yuqoriligi bakterialishqorlanish sharoitida, kislorodning pulpadagieruvchanligi, 9 K ozuqa muhitiga nisbatdan kam bo’lib, kislorodning suyuq fazaga absorbsiyasi faktor sifatidaishqorlanish jarayonini pasaytirib quyadi. Oltinmishyakli konsentratlarning ishqorlanishidabakterial eritmaning tarkibidagi kislorodga nisbatdanxar bir xajm pulpaga 3-4 barobar kup kislorod yutiladi. Pachuklarda ishqorlash natijasida pulpadagi biomassamiqdori 10⁸-10⁹ xuj/ml bulganda, bir xajm pulpaga 1-2 xajm havo sarflanishi bir minutda kuzatilgan. Bundaysarflanishda kislorodning pulpadagi miqdori 4 g/l dankam bulmaydi. Olimpiadin konining oltinmishyaklikonsentratning bakterial ishqorlanishida havoning xarbir minutdagi sarfi 0,6 m³ - 1 m³ pulpaga teng buldi, ayrim chet eldagi uskunalarda esa 0,25-0,30 m³ -1 m³pulpaga teng bulgandi. Mis-ruxli maxsulotlarningishqorlanishida kislorodning qoldiq miqdori 1,6 mg/ldan kam emasdi.
Mikroorganizmlarning faolligini ko’paytirish uchunva oksidlanish jarayonlarini intensivlash uchunberiladigan havo aralashmasida SO₂ qushib vamiqdorini 0,1-0,15% foizda ushlab turish tavsiyaetilgan. Bunda mikroorganizmlar faolligi 35% foizgausganligi kuzatilgan.
Aeratsiya usuli bilan beriladigan havoning faolliginioshirish maqsadida va undagi kislorod miqdorinioshirish uchun, ishqorlanadigan pulpaga iloji bulsaqushimcha faol oksidlovchi–ozon berilsa, uningparchalanishi natijasida atomar va molekulyar holidagikislorod paydo bo’ladi. Ozon-havo aralashmasiberilganda, unda faqatgina 0,01-0,02% ozon bo’lsa, temirning bakterial oksidlanishi 20-60 barobarga usishikuzatilgan. Sulfidlarning oksidlanish tezligi hamsezilarli darajada ortgan.
Bakteriyalarning normal ravishda usishi varivojlanishi uchun muhitda mineral tuzlar (biogenlar) bulishi ham talab etiladi, chunki bakteriyalarningenergetik metabolizmida birinchi navbatda azot vafosfor birikmalari ishlatiladi. A.ferrooxidans kulturasinibakterial ishqorlanishda ishlatilganda ko’pinchaSilvermana va Lundgrena muhiti qo’llaniladi, boshqachasiga bu muhitni 9K muhiti deb atashadi, uning tarkibiga quyidagi moddalar kiradi, mg/l: (NH₄)₂SO₄ - 3,0 g; KCl - 0,1 g; K₃PO₄ - 0,5 g; MgSO₄^.7H₂O - 0,5 g; Ca(NO₃)₂ - 0,01 g; FeSO₄ ^. 7H₂O - 44,2 g.
Ayrim hollarda FeSO₄·7H₂O o’rniga Mor tuziFeSO₄·(NH₄)₂SO₄·6H₂O (63g/l) ishlatiladi. Bundamuhitga (NH₄)₂SO₄ qushilmaydi. Muhitdagi tarkibinihisoblaganda Fe²⁺ miqdori 9 g/l ga yaqin bo’ladi. Ayrimhollarda 9K/2 ozuqa muhiti qo’llaniladi, undagi Fe²⁺ miqdori 2 barobar kam bo’ladi. Yoki 9K/4 muhiti vaundagi Fe²⁺ miqdori turt barobar kam bo’ladi. Tarkibidasulfidlari bor konsentratlar bakterial ishqorlanishdaqo’llanilganda, ular tarkibiga temir moddasiqushilmaydi, azot va fosfor tuzlari o’rniga esa ammofoso’g‘iti (0,5 g/l) qushiladi. Agarda konsentratlartarkibida fosfor moddasi apatit shaklida bulsa, bundaham muhitga fosfor moddasini kiritmasa bo’ladi.
Bakterial oksidlash jarayonlarining eng muhimshartlaridan biri xujayralarning faol kulturalariniqo’llash. Ruda suvlaridan ajratib olingan bakteriyashtammlarining faolligi anorganiksubstratlarini–oltingugurtni, temirni, sulfid minerallarinioksidlash uchun ishlatilganda xar xil bulishi aniqlangan. Masalan, konning ruda suvlaridan ajratib olinganbakteriya kulturalari aynan usha muhitda yashab (pH, sulfidlar turi, suvlardagi tuzlar tarkibi, temperaturarejimi, ingibirlovchi moddalar tarkibi) shu muhitningminerallaridan metallarni ishqorlashda qo’llanilsa, ularning faolligi yuqori bo’ladi.
Idishdigi bakterial ishqorlanish texnologiyasidazichligi baland pulpalarda yuqori faolli, ekstremalsharoitlarga chidamli shtammlar qo’llanilganda, chidamlilik ulchov parametrlaridan biri bo’lib, jarayonning tezligini va iqtisodiy arzonliginita’minlaydi. Metallarning yuqori miqdorlariga chidamlishtammlar ajratib olinib, ular metallarningEritmalaridagi quyidagi miqdoriga chidamli, g/l: mishyak 6-10, temir15-20, alyuminiy 20, nikel 72, xlor-ion 10, molibden 0,2, kumush 0,01 va kadmiy 0,82.
Metallarning past miqdori mikroorganizmlarningfaolligini oshirishi aniqlangan, lekin metallarningmiqdori oshirilganda, oldin xujayralarningingibirlanishi kuzatiladi, keyin ular faolligi, rivojlanishiva usishi to’xtaydi. Bunda metallarning erkin SH –guruhlari bilan bog‘lanishini natijasida, tarkibidaushbu guruhlari bor fermentlar faolligi tuxtaydi. Bundan tashqari, ayrim metallar fermentlarning faolmarkaziga (kofermentlar) kiradi (masalansitoxromlardagi mis va temir), boshqalarifermentlarning faolatorlari bo’ladi. Lekin metallarningyuqori miqdori fermentlarning molekulalari bilanbog‘lanib, uning faolligini tuxtatishi mumkin. 
Yuqoridagi sabablarning barchasi, chidamlilikhususiyatlari keng bakteriyalar kulturasini yaratilishihaqida sabab bo’lib, ular ishqorlanadigan elementlargachidamli kulturani sanoat miqyosida qo’llanilishinitaqozo etadi. Bunday “ishlab chiqaruvchi” kulturashtammi yuqori faol bo’lib, yaxshi kinetikhususiyatlarga ega va suyuq fazaga utadiganelementlarning yuqori miqdoriga chidamli bo’ladi.