Ўзбекистон республикаси олий ва ўрта махсус таълим вазирлиги ислом Каримов номидаги

I - лаг-фаза, IV- секинлашиш фазаси,
II- ўсишни тезлаштириш фазасиз, V- стационар фаза,
III- экспоненциал ўсиш фазаси, VI- жонсизланиш фазаси.
5.1 - расм
Лаг-фаза – бактериялар ривожланишининг бошланғич фазаси бўлиб, уларнинг атроф муҳитга мослашиш қобилияти билан аниқланади. Ўз ичига ўсишнинг тезлишиш ва секинлашишни олган экспотенциал ўсиш фазаси ўсишнинг максимал тезлиги билан, шу жумладан жараённинг максимал тезлиги билан характерланади. Стационар фазада хужайралар ўсиш тезлиги камаяди ва охир оқибатда ўсиш тўхтаб, жонсизланиш фазаси бошланади. Ажратилган фазаларни фақат даврий культура ҳолида аниқ чегаралаш мумкин, аммо тўхтовсиз жараёнда биомасса қайтиши билан бактерияларнинг ўсиш тезлиги доимийлигини ва уларнинг фаоллигини ушлаб туриш керак. Бунга тўхтовсиз хемостатли культивирлашни қўллаб эришиш мумкин, унда культура хажми пульпада доимий бўлади ва уларнинг ривожланиш фазаси асосан экспотенциалдир.
Хемостатли культивацияни қўллаш пульпадаги хужайралар концентрациясини оширишга сезиларли даражада ва уларнинг фаоллигини доимо юқори даражада ушлаб туришга ижозат беради.
Микроорганизмларнинг биологик фаоллигини аниқловчи энг муҳим параметрларидан бири водород ионларининг концентрациясидир. Бу плазматик мембраналар хужайраларининг H⁺ ва ОН^- ионларини қийин ўтказувчанлиги бўлиб, бунинг ҳисобига хужайра ичида ва муҳитда рН тенглашмайди ва водород ионлари трансмембранали градиент концентрациясини ташкил қилиб, у мембрана реакцияларида бошқарилувчи мембранани электрик потенциали билан бирга “протонли харакатлантирувчи куч”ни аниқлайди.
Биринчидан муҳитда рН нинг бошланғич кўрсаткичи лаг-фазанинг давомийлигига катта таъсир қилади ва бу билан хужайралар ўсиш тезлигини аниқлайди. Иккинчидан, турли бирикмаларнинг диссоциациясига таъсири натижасида рН уларнинг ингибиторлик хоссасига таъсир ўтказади. Шунингдек, рН катталиги оксидлаш жараёнларида иштирок этувчи ферментларнинг миқдори ва фаоллигини танлаб эритувчи металларнинг хелатлаш даражаси, метаболизм маҳсулотлари таркиби ва ҳоказоларни назорат қилади. муҳитнинг кислоталилиги минерал юзаси ҳолатига ва униг электрод потенциалига, шунингдек, бактериялар хаёт фаолияти маҳсулотлари (темир, маргимуш, олтингугурт ва ҳоказо) бўлган кимёвий бирикмалар ҳолатига таъсир қилади, улар рН га боғлиқ ҳолатда ҳам эритма, ҳам чўкма ҳолатида бўлиши ва ҳужайралар фаоллигига турлича таъсир кўрсатиши мумкин.
Темирни ва сульфидли минералларни бактериал оксидлаш жараёни рН 1,5-3,5 да анча фаол амалга ошса, арсенопирит учун рН нинг оптимал миқдори 1,7-2,1 ни ташкил қилади, халькопирит учун 2,2-2,5. Аммо бу рН нинг оптимал миқдорлари алоҳида олинган сульфидли минераллар учун, мураккаб сульфид таркибли маҳсулотларни селектив танлаб эритиш ва уларни танлаб эритиш кинетикаси заруриятини ҳисобга олмасдан аниқланган. Бироқ рН нинг хужайра ўсиши учун ва сульфидли минералларни танлаб эритиш учун оптимал миқдорларни фарқлаш зарур. Хужайралар ўсиши ва уларнинг юқори фаоллиги учун оптимал рН кўрсаткичи 2,2-2,5 ни ташкил қилади. Худди шу чегарага арсенопиритни бактериал оксидлашдаги рН кўрсаткичи (рН 2-2,5) ҳам жойлашади, унда танлаб эритилган маргимуш миқдори рН2 бўлгандагига қараганда 1,2 баробар, рН2,5 бўлгандан 1,4 баробар кўп. Сульфидли минералларни бактериал оксидлаш жараёнида эритмаларнинг рН катталиги доимий эмас, у бактериялар лаг-фазани ўтиб минерални фаол оксидлашни бошлагандан кейин ўзгара бошлайди. Арсенопирит 24 соат танлаб эритилганда эритма рН и атиги 0,1-0,15 бирликка ўзгаради, 72 соатдан кейин эса рН 0,5-0,6 бирликка ўзгаради, арсенопиритни фаол бактериал оксидлаш ва фаол темирни гидролизи рўй бериб, сульфат кислотаси ҳосил бўлади. Худди шу вақтда шунингдек элементар олтингугуртни сульфат-ионгача бактериал оксидлаш кечади. Темир закисининг оксидланишида бактериялар ўсишининг максимал тезлиги ҳам рН 2,2-2,5 га тўғри келади.
Кок-Патасс кони олтинмаргимушли концентратларидан маргимушни танлаб эритиш тезлиги ва тўлиқлигига фаол муҳитнинг кислоталилига таъсирини ўрганиш шуни кўрсатдики, маргимушни юқори даражада ажратиб олиш рН1,6-2,25 да эришилади. рН3 да маргимуш ажратиб олиш 97 фоиздан 72%гача, рН 1,5 да 56% гача пасайиб кетади.
Чанда бактериал танлаб эритиш жараёнида рН кўрсаткичини бутун жараён давомида назорат қилиш масаласи ҳаддан ташқари муҳим, у сульфидлар таркибига нисбатан 2-2,5 дан 1,5 гача ва ҳатто 1,1-1,2 гача ўзгаради. Нежданинск ЗИФ олтинмаргимушли концентратини бактериал танлаб эритишда рН катталиги 2,2 дан 1,2 гача пасаяди, аммо пульпадаги биомасса фаоллиги рН кўрсаткичини тартибга солишдагига нисбатан юқори, жараён сўнгида танлаб эритилган маргимуш концентрацияси ҳам юқори (8,1 г/л), бактериялар ўсиш тезлиги эса рН ни (1,8 гача) тартибга солишга қараганда 2,5 марта кўп, кислородни истеъмол қилиш ҳам 1,5-2 марта юқори. Майский кони концентратларини танлаб эритишда жараён бошида рН 1,6 дан жараён охирида 1,3 гача ўзгарди. Олимпиадинск, Бакирчик ва б. конлар концентратларини танлаб эритишда ҳам рН катталигининг худди шунга ўхшаш пасайиши кузатилган. рН катталигининг сезиларли пасайиши концентратларда пирротин юқори таркибда бўлганда амалга ошади, олтингугуртнинг катта миқдори сульфат-ионгача оксидланади. Мавжуд маълумотларга кўра жараён бошида хужайралар ўсганда фаол биомасса тўпланганда рН нинг оптимал кўрсаткичини қўллаб туришнинг зарурилиги тўғрисида қимматли хулосага келса бўлади. Кейинги танлаб эритиш, кислотали муҳитда энг чидамли штаммларни ажратиб олиш амалга ошганда ва бактериялар учун энергетик манба – сульфидлар миқдорини пасайиши, рН нинг табиий кўрсаткичида амалга ошиши керак. Кислотали муҳитга айниқса чидамли штаммларни ажратиб олиш ва бактерияларнинг энергетик манбаси бўлган сульфидлар миқдорини камайтириш кейинги танлаб эритиш рН нинг табиий кўрсаткичида амалга ошиши керак.
Темирни ва сульфидли минералларни бактериал оксидлашнинг бошқа ҳолатларида рН кўрсаткичининг оптималлашуви кузатилади, яъни кислоталилик таъсирининг эгри чизиғи қўнғироқсимон шаклга эга, бу эса ферментатив жараёнларга хосдир. Биринчидан, бу ферментатив реакциялар тезлигига рНнинг хақиқий қайтувчи таъсири, иккинчидан ферментнинг субстратга мойиллиги, ва учинчидан, рН ўзгарганда қайтарилмайдиган, ўзгача активлашиши мумкин бўлган ферментнинг барқарорликка таъсири билан тушунтирилади.
Ўсиш тезлиги, микроорганизмлар фаоллиги ва темир (II) ва сульфидли минералларни оксидланиш даражаси орасидаги аниқланган боғлиқликлар жуда муҳим амалий хулоса қилишга йўл берди. Жараён бошида биомасса ўсиш тезлиги максимал бўлганда, рН кўрсаткичини оптимал даражада (2,0-2,5) ушлаб туриш керак. Кейинчалик, хужайраларнинг юқори кислоталиликка табиий адаптацияси рўй берганда ва сульфидли минералларни уларни асосий оксидловчиси – оксидли темирнинг сульфати кўп миқдорда қатнашиб коррозион таъсири учун қулай шароитлар яратилганда жараён рН нинг табиий қарор топган кўрсаткичида амалга оширилиши керак.
Бактериал оксидлаш ва танлаб эритиш жараёни муҳим параметри муҳитда пульпадаги оксидланиш-тикланиш реакцияларининг кечишини характерловчи оксидловчи – тикловчи потенциал (ОТП) оптимал кўрсаткичини бир маромда сақлашдир. Кўпчилик сульфидли минералларни танлаб эритиш максимал тезлиги ОТП кўрсаткичи 0,5-0,7В бўлганда кузатилади. ОТП катталиги 0,4В дан кам бўлса сульфидли минералладан асосан темир, ОТП 0,7В дан кўп бўлса – олтингугурт танлаб эритилади.
Бактериал танлаб эритишда зич пульпаларда бактериал эритмалар мураккаб ион таркибига эга бўлиб, у ҳам оксидловчи, ҳам тикловчи шаклда кўрсатилган, шунинг учун бундай эритмаларнинг ОТП кўрсаткичи ўртачалаштирилган ва эритманинг оксидлаш қобилиятини характерлайди. Эритмадаги асосий ионлар темирнинг оксидланган шакли (Fe³⁺) ва тикланган шакли (Fe²⁺) бўлгани учун ОТП кўрсаткичи уларнинг нисбати билан аниқланади. Сульфидли минералларни бактериал танлаб эритишда Fe³⁺ концентрацияси 20-30, баъзида эса 40 г/л гача етиши мумкин, биомассани юқори фаоллигида Fe²⁺ эритмада деярли йўқ бўлади, шунинг учун бундай эритмаларда ОТП кўрсаткичи 0,6-0,8В ташкил қилади. Бу параметр рН катталиги ва ҳарорат билан бир қаторди танлаб эритиш жараёнини назорат қилиш учун хизмат қилади.
Бактериал танлаб эритишда муҳит ОТП кўрсаткичи ва сульфидли минераллар электрокимёвий потенциали катталикларининг ўзаро нисбати катта аҳамиятга эга.
Бу катталиклар орасидаги фарқ 0,1-0,2В дан кам бўлмаслиги кераклиги аниқланган. Анча кичик фарқ минерал оксидлашнинг паст самарасини, уларнинг тенглиги эса – оксидланиш жараёнининг йўқлигини характерлайди.
Сульфидли минераллар аралашмасини электрокимёвий оксидлаш механизми одатда микрогальваник ёки локал элементлар назарияси билан тушунтирилади, у бўйича кам потенциалли электрод эриши тезлашади, катта потенциаллиги эса пасаяди. Бу ҳодиса бактериал танлаб эритиш жараёни селективлигини тушунтириш учун катта аҳамиятга эга.
Шундай қилиб, марказит сфалерит билан алоқага киришганда мономинерал суспензияга қараганда 4-6 баробар секинроқ, сфалерит эса 10-12 марта тезроқ оксидланади. Сульфидли минералларни бактериал оксидлашга кристаллар тузилиши, уларнинг ўтказувчанлиги, электрокимёвий хоссалари, шунингдек, дислокациялар, изоморф қўшимчалар, ўсмалар турлари ва ҳоказолар таъсир қилади.
Сульфидли минераллар потенциалларининг кимёвий ва бактериал оксидлашда ўзгаришини ўрганиш минераллар потенциал катталиги бўйича селективлик қаторини тузишга ижозат берди: