Роль микроорганизмов в преобразовании различных субстратов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Роль микроорганизмов в преобразовании различных субстратов

микроорганизм биогенный жизнедеятельность бактерия

Окружающий нас микро- и макромир очень многообразен и велик по численности. Но еще более велика его роль в жизни планеты Земля в целом и всего человечества в частности.

На каждом шагу мы сталкиваемся с признаками проявления жизнедеятельности бактерий, вирусов, простейших, микроскопических грибов, актиномицетов, водорослей, представителей высшей водной и наземной растительности, мхов и лишайников, беспозвоночных и позвоночных животных, птиц, рыб.

Микроорганизмы играют большую роль во многих процессах, происходящих в природе. Без их деятельности невозможно существование жизни на Земле. Вокруг нас постоянно обитает огромное количество микробов. Каждый отдельный микроорганизм ничтожен по величине, но во всей массе микробы обладают огромной созидательной и разрушительной силой.

Атмосфера земли сформировалась под действием различных биологических факторов. В стратосфере постоянно происходят фотохимические реакции, в возникновении которых ведущую роль играют газы, поступающие из биосферы. Возникновение газов связано с вулканическими извержениями, деятельностью человека, но значительное количество этих газов продуцируют бактерии и другие микроорганизмы.

Большинство микроорганизмов - наши друзья и помощники. Они являются тем звеном, которое обеспечивает связь между живой и неживой природой.

Бактерии и сине - зеленые водоросли являются ведущим биологическим фактором, регулирующим баланс и круговорот биогенных элементов.

Прежде всего, это относится к круговороту соединений азота. К азотфиксации способны только прокариотные организмы: сине - зеленые водоросли, многие аэробные и аэробные бактерии , специфические симбионты высших растений. Нитраты, как стабильная форма соединений азота, образуются в результате фотохимических реакций, происходящих в атмосфере. Но основную роль в процессах их образования играют нитрифицирующие бактерии, обеспечивающие биологические процессы нитрификации. Нитрифицирующие и денитрифицирующие бактерии, как единственный источник на Земле, образуют закись азота в довольно значительных количествах. Окислы азота играют наиболее важную роль в поддержании существующего уровня озонового слоя.

Микроорганизмы разлагают остатки растительных и животных организмов, являются поставщиками около 95% углекислоты в атмосферу. Повсюду, в морях, океанах, в реках и озерах, на суше и в воздухе встречаются представители разных физиологических групп микроорганизмов, участвующие в круговороте углерода, азота, фосфора, железа, марганца, калия, серы и пр.

Микробиологам известны почвенные микроорганизмы, способные нейтрализовать ядовитые пестициды и разложить их до безвредных соединений.

Микроорганизмы играют большую роль в повышении плодородия почвы, увеличения выхода сельхозпродуктов, самоочищения водоемов, регулирования атмосферных осадков и пр.

Наряду с этим микроорганизмы могут приносить неисчислимые бедствия, вызывая заболевания у людей, животных, птиц, рыб, растений, способствуя порче пищевых продуктов и кормов, разрушая архитектурные ценности и строительные сооружения. Есть микроорганизмы, которые способны наносить вред при производстве пищевых продуктов, вин и др.

Микроорганизмы играют большую роль в круговороте различных веществ, во многих процессах, происходящих в природе.

Вся геологическая история нашей планеты развивалась при активном участии микроорганизмов, и, прежде всего, бактерий. Они играли и играют очень большую роль в процессах круговорота веществ, разрушения горных пород, образовании ила на дне водоемов и запасов полезных ископаемых. При их непосредственном участии формируется атмосфера, химический состав соленой и пресной воды морей, океанов, рек, озер, болот.

В жизни биосферы на протяжении всей ее истории важную роль играли микроскопические грибы и лишайники. Грибы участвуют в процессах разложения горных пород и органических остатков, способствуют доставке питательных веществ в корневую систему растений. Лишайники принимают активное участие в почвообразовательных процессах, являются источником ценного лекарственного сырья, имеют важное экологическое значение для зоны тундры и тайги.

Представители планктона и бентоса способствуют ассимиляции углекислого газа и аккумуляции органических веществ. Водоросли Мирового океана продуцируют органические вещества, содержащие витамины А, группы В, С и Д, а также такие важные элементы, как йод и бром.

Микроорганизмы являются тем фактором, от которого зависит все живое население.

Сложные органические азотсодержащие вещества, главным образом белковой природы, систематически поступают в большом количестве во внешнюю среду, преимущественно в почву, с трупным материалом животного происхождения и отмирающими растениями. Кроме того, в окружающую среду выделяются в большом количестве продукты распада белка, а с мочой животных и людей - мочевина и мочевая кислота. Эти сложные азотсодержащие вещества постоянно разлагаются различными группами микроорганизмов и доводятся до полной минерализации с образованием аммонийных и азотнокислых солей, которые усваиваются из почвы зелеными растениями при помощи корневой системы и вновь воспроизводятся ими в виде растительных белков.

Некоторые почвенные микроорганизмы способны усваивать азот воздуха.

Процессы непрерывного разрушения и синтеза азотсодержащих веществ лежать в основе круговорота азота, совершающегося в природе. Этот круговорот связан с постоянной сменой смерти и возрождающейся жизни органического мира.

Микробиологические процессы круговорота азота способствуют оздоровлению и увеличению плодородия почвы, а также улучшению ее санитарно - гигиенического состояния.

Основные биохимические процессы круговорота азота включают аммонификацию (или гниение) белков, разложение мочевины, нитрификацию и фиксацию атмосферного азота.

Попавшие в почву белковые вещества представляют хороший субстрат, в котором размножаются различные микроорганизмы. В результате действия их протеолитических ферментов происходит постепенное гидролитическое расщепление белковых веществ с образованием альбумоз, пептонов, полипептидов, аминокислот, амидов, меркаптанов. Образуются и летучие вещества, такие как индол, скатол, аммиак, сероводород, летучие жирные кислоты, метилмеркаптан, этилмеркаптан, водород, метан.

К гнилдостным микроорганизмам относятся как аэробные, так и анаэробные бактерии, которые могут участвовать в процессах гниения белков раздельно, сочетано или в определенной последовательности.

Степень и характер разложения белкового субстрата зависит от видовой принадлежности и биохимической активности микробов, участвующих в процессах гниения, а также и от условий, в которых эти процессы осуществляются.

К наиболее активным микробам, участвующих в процессах гниения белков, относятся Proteus vulgaris, Bacillus putrificus, которые вызывают глубокий распад белков с образованием азотистых и безазотистых соединений. Менее глубоко белок расщепляют Bact.fluorescens.

Вместе с другими споровыми бациллами, участвующими в процессах аммонификации, в процессах минерализации органических веществ принимают участие Bac.subtilis и Bac.mesentericus. Эти виды бацилл включаются в процессы аммонификации в основном на более поздних этапах разложения органических соединений.

Для процессов гниения имеет значение присутствие или отсутствие кислорода. В анаэробных условиях расщепление белков происходит менее глубоко, чем при аэробном. Гниение белков, протекающее при большом количестве кислорода называется тлением. К наиболее распространенным аэробным возбудителям гниения относятся Proteus vulgaris, Fluorescens liquefaciens, Bac.mycoides, Bac.subtilis, Bac.megaterium, Bac.mesentericus, плесневые грибы. Среди возбудителей анаэробного расщепления органических азотсодержащих, главным образом белковых, веществ наиболее распространены облигатные анаэробы Bac.sporogenes и Bac.putrificus. Эти микроорганизмы относятся к нормальным обитателям кишечника человека и животных и поэтому обнаруживаются в почве загрязненной фекалиями или удобренной навозом.

Гнилостные анаэробные бактерии после смерти человека или животного из кишечника попадают в полость тела и способствуют быстрому зловонному разложению трупа. Эти микроорганизмы при газовой гангрене, развиваясь на омертвевших тканях, способствуют образованию ядовитых продуктов гнилостного распада. Попадая в молоко, Bac. subtilis вызывает ферментацию молочного белка, в результате этого образуются вещества с горьким вкусом и исходный продукт теряет свои вкусовые качества.

Гниение протекает при наличии высокой температуры и влажности. Трупы, захороненные в сухой песчаной почве, быстро теряя влагу, не успевают разложиться, поэтому нередко мумифицируются и сохраняются нетленными на долгие годы. На крайнем Севере в вечно мерзлых слоях почвы, где микробные процессы резко заторможены низкой температурой, до наших дней сохранились неразложившиеся трупы мамонтов и других животных, погибших в результате какой - то глобальной катастрофы уже много тысячелетий назад.

Процессы гниения, как исходный этап минерализации отбросов, содержащих белок, используются при биологической переработке и обеззараживании фекальных нечистот и сточных вод на полях ассенизации, орошения и пр.

Гнилостные микроорганизмы и вызываемые ими процессы, в пищевой промышленности вызывают порчу продуктов и в особенности животного происхождения.

Люди и животные с мочой выделяют большое количество связанного азота в виде мочевины - диамида угольной кислоты. Каждый взрослый человек выделяет за сутки 30 - 50 г мочевины.

Попадая в почву, мочевина подвергается разложению уробактериями, имеющими уреазу - фермент гидролизующий мочевину. В природе наиболее часто встречаются расщепляющие мочевину Urobacillus pasteurii, U.miquelii, U.leubii, а также представитель кокков, имеющий жгутики и образующий споры, Sarcina urea. Под влиянием уробактерий мочевина превращается в углеаммонийную соль, которая разлагается до аммиака и углекислоты.

Аммонийные соединения, образующиеся в результате разложения почвенными микробами белка и мочевины, превращаются в соли азотной кислоты, которые более легко всасываются корневой системой растений.

Процесс окисления аммиака до азотной кислоты составляет окончательный этап минерализации белка и других азотсодержащих органических соединений и называется нитрификацией, а бактерии, участвующие в этом процессе, называются нитрифицирующими.

Процесс нитрификации протекает в две фазы. В первой фазе аммиак в результате биохимической деятельности аэробных аутотрофов из родов Nitrosomonas и Nitosococcus окисляется до азотистой кислот. В результате взаимодействия азотистой кислоты с основаниями почвы образуются азотнокислые соли - нитриты. Под влиянием почвенных бактерий рода Nitrobacter азотистая кислота окисляется до азотной кислоты.

Нитрифицирующие бактерии обеспечивают процесс накопления в почве азотнокислых солей и тем самым способствуют повышению урожайности почв. Кроме того, эти микроорганизмы, обуславливая полную минерализацию белков и других азотсодержащих органических соединений, играют значительную роль в санитарной очистке почвы. Они участвуют в завершении процессов биологического обезвреживания нечистот и отбросов. Нитрифицирующие бактерии завершают работу гнилостной микрофлоры на полях ассенизации, на полях орошениях, на биологических фильтрах и на любом естественно загрязненном участке. Их биохимическая деятельность является важным заключительным звеном биологического процесса самоочищения.

Кроме полезного для плодородия процесса накопления нитритов (селитры), в почве могут возникать и противоположные процессы, в результате которых происходит восстановление азотнокислых солей. Эти процессы носят название денитрификации. Вызываются они денитрифицирующими бактериями, по типу дыхания относящимися к факультативным анаэробам. При недостаточном притоке кислорода они отщепляют его из азотистых солей, восстанавливают их до азота и одновременно способствуют окислению безазотистых органических соединений. Таким способом денитрифицирующие бактерии обеспечивают процессы своего дыхания. Особенно энергично денитрифицирующие процессы развиваются в сильно унавоженной и плохо аэрируемой слежавшейся почве. Поэтому почву необходимо постоянно разрыхлять (вскапывать, перепахивать).

К денитрифицирующим бактериям относятся Bact.pyocyaneum, Bact.fluorescens, Bact.denitrificans. В результате того, что некоторые почвенные бактерии способны усваивать элементарный азот из воздуха, азот накапливается в почве в связанном виде и таким образом компенсируется утрата азота, обусловленная процессами денитрификации.

К фиксирующим свободный азот относятся клубеньковые бактерии, обитающие на корнях бобовых растений и свободноживущие почвенные бактерии. Представителями клубеньковых бактерий являются Bact.radicicola, а к свободноживущим азотфиксирующим почвенным бактериям относятся спорообразующие анаэробы Clostridium pasterianum, вызывающие маслянокислое брожение, а также аэробные бактерии Azotobacter cyroococcum, A.agile и другие виды, обитающие в почве и в сточных водах.

Большую роль микроорганизмы играют и в круговороте углерода. Углерод, подобно азоту, также имеет свой круговорот, в котором процессы распада обусловлены жизнедеятельностью микроорганизмов, а процессы созидания - фотосинтезом зеленых растений.

Круговорот углерода связан с различными типами брожения, происходящими в природе. Брожение - это глубокий распад исходного субстрата, в результате которого образуются новые химические вещества, значительно отличающиеся по своим свойствам и составу от исходного материала. К ним относятся спиртовое и уксуснокислое брожение, молочнокислое и маслянокислое, брожение целлюлозы и пектиновых веществ.

Маслянокислое брожение - это очень сложный процесс, при котором образуется не только масляная кислота, но и другие кислот: уксусная, пропионовая, валерьяновая.

К масляно - кислым бактериям относятся спорообразующие анаэробы Bacillus amylobacter. Этот микроб широко распространен в природе, встречается в почве, воде, навозе, пыли, в молоке и молочных продуктах. Субстратом для них в молоке и молочных продуктах являются молочный сахар и молочная кислота. Бактерии своими ферментами расщепляют углеводы до водорода и углекислоты. Масляно - кислые бактерии хорошо развиваются в пастеризованном молоке, сливках, в сыром молоке, в сыре и твороге. В результате их биохимической активности продукт приобретает неприятный сладковатый вкус, наблюдается бурное выделение газа и появляется острый запах масляной кислоты.

Спиртовое брожение - это разложение микроорганизмами сахара с образованием этилового спирта и углекислоты. К микроорганизмам, вызывающим спиртовое брожение относятся истинные дрожжи Saccharomyces, дрожжеподобные грибы Torula, мукоровые грибы Mycoderma. Дрожжеподобные грибы широко распространены в природе. Их можно обнаружить в воздухе, почве, на листьях ягодных кустарников, на поверхности ягод. Попадая в виноградный сок, дрожжевые грибы начинают усиленно размножаться, и своим ферментом зимазой разлагают виноградный сахар на спирт и углекислоту. В результате спиртового брожения виноградный сок постепенно превращается в вино. Дикие штаммы грибов Torula и Mycoderma, распространенные в природе, нередко в бродильной промышленности причиняют вред, вызывая порчу молока, безалкогольных напитков, спирта.

В молоке и молочных продуктах встречаются молочные дрожжи, сбраживающие лактозу. При обильном обсеменении молочными дрожжами сырого молока, сливок, сметаны происходит обильное выделение газа и отчетливо ощущается запах спирта. Наиболее выраженное спиртовое брожение наблюдается в кумысе, в меньшей степени в кефире и мацони.

В молоке и молочных продуктах могут находиться и пивные дрожжи, но они в этих продуктах спиртового брожения не вызывают.

Чистые культуры определенных штаммов дрожжей применяются при изготовлении продукции в пивоваренной и винодельческой промышленности.

Постоянно присутствующие в воздухе, аспорогенные грамотрицательные палочковидные уксуснокислые бактерии t.pasterianum, подвергая окислению этиловый спирт, способствуют образованию уксусной кислоты. Они могут наносить вред в виноделии, вызывая прокисание вина. В кефире, простокваше и других молочных продуктах нередко встречаются уксуснокислые бактерии Acetobactr acetic, A.pasterianum, A.kutringianum и другие виды, которые не только сами вызывают порчу продуктов, но и усиливают активность молочнокислых бактерий.

В природе широко распространено молочнокислое брожение. С ним встречаемся при силосовании и квашении овощей. В производстве молочнокислых продуктов молочнокислое брожение занимает ведущее место.

Под влиянием фермента лактазы истинных молочнокислых бактерий (Bact.bulgaricum, Streptococcus lactic и др.) сахар молока (лактоза) распадается на глюкозу и галактозу, которые затем преобразуются в молочную кислоту. Кислота отщепляет кальций от казеина. Казеин после этого превращается в параказеин, который выпадает в осадок в виде творожистой массы. Молоко свертывается и получается простокваша. Истинные молочнокислые бактерии отличаются высокой активностью. С помощью чистых культур истинных лактобактерий получают высококачественные сорта молочнокислых продуктов.

Молочнокислый стрептококк (Streptococcus lactic) сквашивает молоко в течение 10 - 12 часов, вкус молока при этом чистый, кисловатый, ароматный. Приятный вкус сквашенному молоку придают сливочный стрептококк (Str.cremosis), ароматизирующие бактерии (Str.citrovorus, Str.paracitrovorus, Str.diacetilactis). Приятный вкус мацони, простокваше, сметане придает термофильный стрептококк (Str.thermophilus).

Бетабактерии по своим свойствам похожи на ароматизирующие молочные стрептококки. Они способствуют образованию аромата в молочных продуктах (кефире, сырах), чего нельзя сказать о маммококках (Str.liquefaciens), которые вызывают створаживание молока, при этом образуется сыворотка и появляется горький вкус.

В молоке и молочных продуктах встречаются различные виды дрожжей, плесеней и бактерий. Бомбажность банок со сгущенным молоком нередко происходит в результате обильного скопления газа, образующегося в результате разложения белков и жиров ферментами дрожжей, молоко при этом приобретает прогорклый вкус. На молоке и молочных продуктах нередко развиваются молочная плесень (Odium lactic), шоколадно - коричневая плесень (Catenularia fuliginea). В молоке и молочных продуктах встречаются головчатая, кистевидная, леечная, гроздевидная плесени. Головчатая плесень (Mucor) чаще всего развивается на отсыревшей таре, на стенах сырого помещения откуда и попадает на молочные продукты. Представители кистевидной плесени (Penicillium) очень часто встречаются в сырых плохо проветриваемых помещениях и хорошо развиваются на сливочном масле, изменяя при этом его вкусовые качества. В масле при ограниченном доступе воздуха может развиваться гроздевидная плесень (Cladosporium). На масле при этом появляются пятна чернильного цвета и изменяются его вкусовые качества. Леечная плесень (Aspergillus) своими ферментами превращает молочный сахар в углекислоту или спирт, тем самым отрицательно влияя на качество молочных продуктов.

Кроме молочнокислых бактерий разлагать белки до горьких продуктов, придающих молоку горький вкус, могут гнилостные спорообразующие палочки, а также микрококки и маммококки. Прогорклый вкус молоку и молочным продуктам обеспечивают флуоресцирующие бактерии, которые имеют фермент липазу, разлагающий жир до масляной кислоты, альдегидов, кетонов, эфиров.

Флуоресцирующие бактерии в симбиозе с кишечной палочкой при попадании на молочные продукты, способствуют возникновению запаха хлеба и травы. А маслянокислые бактерии в симбиозе с кишечной палочкой и рожами могут вызвать в молоке сильное газообразование.

Преждевременное свертывание молока (при кипячении) наблюдается при сильном обсеменении молока микрококками и маммококками. Bact.lactic viscosum и некоторые другие молочнокислые бактерии вызывают тягучесть молока, а «чудесная палочка» Bact.prodigiosum - его покраснение.

Ложные молочнокислые бактерии (Bact.lacticaero genes и др.) развиваясь в молоке, створаживают его с образованием газа и вспученного сгустка.

Углеводы, многоатомные спирт и молочнокислые соли при действии ферментов маслянокислых бактерий разрушаются с образованием масляной кислоты, углекислоты и водорода, а иногда до образования углекислоты и метана.

Возбудители маслянокислого брожения относятся к спорообразующим анаэробным клостридиям, широко распространенным в природе. Они встречаются в земле, навозе, в загрязненной воде. К возбудителям маслянокислого брожения относятся Closridium butyricum, Cl.pasterianum и др.

С погибшими растениями в почву и водоемы непрерывно поступает значительное количество клетчатки (целлюлозы). Клетчатка - это сложное углеводное соединение, которое отличается большой стойкостью и может быть разрушено только при действии очень сильных химических реактивов. Однако в природе клетчатка легко разрушается и вовлекается в круговорот веществ под влиянием широко распространенных целлюлозоразлагающих микробов. К ним относятся спорообразующие анаэробные бациллы Bac.cellulosae methanicus и Bac.cellulosae hydrogenicus. При помощи своего гидролитического фермента целлюлозы они вызывают распад клетчатки до менее сложных углеводов. Углеводы подвергаются маслянокислому брожению с образованием масляной и уксусной кислот и газообразных продуктов.

Микроорганизмы, вызывающие брожение клетчатки, играют большую роль при биологической очистке нечистот. Они разрушают целлюлозные элементы испражнений и отбросов на полях орошения, в бассейнах - загнивателях, биометрических камерах и пр. Эти бактерии находятся в большом количестве в кишечнике травоядных животных, где они обеспечивают растворение целлюлозы, содержащейся в оболочках растительных клеток и тем самым способствуют усвоению растительной пищи.

Растительные ткани, особенно кора растений и мякоть плодов, содержат в большом количестве пектиновые вещества. Входящая в их состав пектиновая кислота под влиянием ферментов таких микробов, как Granulobacter pectinivorum, Pectinobacter amylovorum и других видов, подвергается гидролизу и распадается на галактозу, арабинозу, галактуроновую кислоту.

Процесс брожения Петинов является существенным фактором в круговороте углерода.

Кроме этих брожений известны также пропионовокислые, щавелевокислые, лимоннокислые и другие виды брожения. Эти процессы в природных условиях составляют различные этапы круговорота углерода, а в промышленности они могут использоваться при производстве различных химических соединений, в пищевой и молочной промышленности.

В природе широко распространены плесени, деятельность которых полезна человеку. Одни плесневые грибы вырабатывают ароматические вещества, другие способствуют созреванию сыров, продуцируют метаболиты (антибиотики, колицины и пр.). В то же время деятельность многих из них может причинить вред человеку. Размножаясь на поверхности электрических изоляторов, они могут вызвать течку тока. Если бумага или изделия из дерева не пропитаны специальным составом, плесени начинают их разрушать, расщепляя клетчатку. В сыром помещении масляная краса со стен отваливается потому, что под ней появляются и хорошо растут плесени. Плесени могут разрушать резину, опущенные в воду канаты.

Многие плесени, произрастая на подмоченном сене, зерне и других кормах, вырабатывают токсин, которые могут вызвать гибель животных и людей (Claviceps purpurea, Fusarium grameniarum, Fusarium roseum, Giberrella saubinetii, Phytophtora infestans, Puccinia despersa, Stysanus sp. и др.).

Плесени, обитающие в морской воде, вызывают у рыб и морских растений различные заболевания.

Микроорганизмы вездесущи. Они находятся в воздухе, воде, почве. Без них невозможна жизнь. Роль их в жизни человека, животных и растительных организмов, в процессах преобразования различных субстратов разнообразна. Многие из них приносят пользу и являются активными помощниками человека. Без них невозможна выпечка хлеба, изготовление пищевых продуктов, спирта, уксуса, добыча полезных ископаемых и многое другое. Они являются продуцентами многих витаминов, стимуляторов роста, антибиотиков и других необходимых метаболитов.

Лучистые грибы (актиномицеты) обильно населяют почву и играют большую роль в почвообразовательном процессе. Наряду с этим некоторые актиномицеты паразитируют в организме человека и животных, вызывая актиномикоз.

Благодаря жизнедеятельности микроорганизмов в почве беспрерывно происходят процессы, обеспечивающие ее плодородие. Без этих процессов невозможен круговорот веществ в природе.

Сегодня очень широко применяются пестициды, инсектициды, фунгициды - химические токсические вещества для борьбы с сорными травами, насекомыми, грибами. Существуют почвенные микроорганизмы способные разложить эти сложные по своей структуре химические яды до простых нетоксических веществ.

Наряду с этим существует группа почвенных микроорганизмов, которые способствуют образованию грунтовых плаунов.

Образование и удаление газов - метана и водорода на поверхности Земли связано, в первую очередь, с деятельностью микроорганизмов.

Образованию этих газов способствуют анаэробные организмы, а удаляют - специфические группы аэробных бактерий.

Бактерии являются главными биологическими агентами в процессах круговорота газообразных компонентов атмосферы.

Анаэробы разлагают органические вещества путем брожения. В результате деятельности их ферментов образуются углекислый газ, водород и летучие жирные кислоты. Образование того или иного вещества обеспечивают различные физиологические группы микроорганизмов. Так, молочнокислые бактерии способствуют образованию молочной кислоты, маслянокислые бактерии - масляной кислоты и т.д.

Деятельность человека за последнее столетие привела к увеличению в окружающей среде серных соединений. Загрязнение атмосферы газообразными соединениями серы в результате индустриальной деятельности является наиболее выраженным. Практически весь сернистый газ возвращается на поверхность земли в виде растворенной в дождевой воде серной кислоты (кислотные дожди) или сульфата аммония. Вследствие малой буферности некоторых естественных сред (олиготрофных водоемов, лесных почв) происходит их подкисление. Не связанный в виде пирита сероводород окисляют литотрофные тионовые бактерии и различные фотосинтезирующие организмы на границе аэробной и анаэробной зон. В процессах участвуют строго анаэробные зеленые и пурпурные бактерии, а также цианобактерии, которые в анаэробных условиях окисляют сероводород до серы.

Многие морские бактерии, в том числе и виды рода Desulphovibrio разрушают углеводороды с длинными цепями (D.desulfuricans) и участвуют в разрушении нефти и нефтепродуктов. Есть виды, взывающие коррозию металлов (различных марок стали, свинца и др.), бетона, гидротехнических и портовых сооружений, судовых корпусов. Бактерии, прикрепляясь к поверхности корпусов водного транспорта, способствуют потере скорости передвижения и сокращению срока годности судна.

Горные породы морей медленно разрушаются под действием кислот, выделяемых водорослями и бактериями.

В морской воде содержатся некоторые виды бактерий способные разрушать парафиновое масло.

В районах, прилегающих к испытательным полигонам, нередко отмечается снижение в биосфере уровня кобальта, меди, йода и повышение уровня марганца. К бактериям, восстанавливающим марганец, относятся бактерии родов Aeromonas и Pseudomona, виды Bacillus polymixa, Chromobacterium morganicum.

Железо восстанавливают Pseudomonas sp., St.aureus, Mycobacterium rubrum, спорообразующие Bac.cereus, Bac.subtilis, Bac.mesentricus, Bac.mycoides.

Почвенные бактерии активно участвуют в процессах разложения (гидролиза) карбаматов.

Сульфатвосстанавливающие бактерии восстанавливают сульфаты в сульфиды, которые с одной стороны связывают окислы металлов и обуславливают выпадение их в осадок. А с другой - могут обусловить образование сероводорода, являющегося очень опасным загрязнителем окружающей среды.

Источником энергии для сульфатвосстанавливающих бактерий являются городские сточные воды, содержащие различные органические вещества. Микроорганизмы являются одним из факторов коррозии металлов и бетона, камня и других материалов. Они участвуют в автотрофной и гетеротрофной ассимиляции углекислого газа. Микроорганизмам присуща геохимическая деятельность. Они 0обеспечивают трансформацию серы, железа и других веществ. Огромная роль в этих процессах принадлежит литотрофным бактериям, представителям родов Thiobacillus, Desulfovibrio, Desulfotomaculum, Crenothrix, Leptotrhrix.

Микроорганизмы играют большую роль в очистке промышленных сточных вод.

В настоящее время неоспоримым является то, что бактерии и сине - зеленые водоросли оказали большое влияние не только на процессы формирования состава атмосферы и гидросферы, но и на процессы образования месторождений полезных ископаемых (железной руд, серы, нефти и пр.). Они способствовали накоплению карбонатных слоев, регулировали солевой режим гидросфер.

Повсеместное и обильное распространение микроорганизмов, обладающих способностью вызывать глубокий распад самых разнообразных соединений, обуславливает их роль в происходящем в природе круговороте веществ.

Размещено на Allbest.ru