XVI международная научная конференция студентов и аспирантов «Проблемы арктического региона», Мурманск, 16 мая 2017 года : труды конференции / [ред.: Черняков С. М., Шаповалова Ю. А.]. - Мурманск : Полиграфист, 2017.

Эти микроорганизмы, являясь факультативными анаэробами, используют в качестве акцептора электронов окислы азота (N 03 - , NO2- , N 2 O) или кислород, а донорами электронов могут служить различные органические соединения, водород, восстановленные соединения серы. Сульфат-восстанавливающие бактерии, которые используют в качестве доноров электронов молекулярный водород и органические соединения, в анаэробных условиях восстанавливают сульфаты. Различают «прямые» и «непрямые» методы бактериального окисления металлов. Процесс окисления железа и серы бактериями является прямым окислительным процессом: 4 FeS0 4 + 0 2 + 2 H 2SO 4 -*> 2 Fe 2 (S 0 4>3 + 2 Н2Ои 8 S° + 12 0 2 + 8 Н20 -» 8 H 2 S 0 4. В результате прямого бактериального окисления окисляются пирит: 4 FeS 2 + 15 0 2 + 2 Н 20 -+ 2 Fe 2 (S 0 4) 3 + 2 H 2 S 0 4 и сфалерит: ZnS + 2 О 2 —-»ZnS0 4 Ион трехвалентного железа, образующийся в результате окисления бактериями двухвалентного железа, служит сильным окисляющим агентом, переводящим в раствор многие минералы, например халькоцит: Cu2S + 2 Fe 2 (S 0 4) 3 -» 2 CuS04 + 4 FeS0 4 + S° иуранит: U 0 2 + Fe 2 (S 0 4) 3 -> U 0 2 S 0 4 + 2 FeS04. Бактериальное окисление сульфидных минералов является сложным процессом, включающим адсорбцию микроорганизмов на поверхности минерала или горной породы, деструкцию кристаллической решетки, транспорт в клетку минеральных элементов и их внутриклеточное окисление. Прикрепляясь к поверхности минералов, бактерии увеличивают ее гидрофильность, при этом электродный потенциал породы (ЭП) снижается, а окислительно-восстановительный потенциал среды (Eh) возрастает. Чем выше разница между Eh среды и ЭП породы, тем быстрее протекают электрохимические реакции на катоде и аноде: FeS 2 + О 2 + 4 Н+ >Fe2++ 2S° + 2НгО ( катодная реакция) 0 2 + 4Н++ 4 е~ —► 2НгО; FeS 2 —>Fe2++ 2S° + 4е“ ( анодная реакция) При отсутствии бактерий Eh среды и ЭП пирита близки, поэтому окисления не происходит. Бактерии, прежде всего, окисляют минералы с более низким ЭП, то есть анодные минералы, находящиеся на самом низком энергетическом уровне [Каравайко и др., 1989]. При бактериальном окислении арсенопирита (пример непрямого окисления сульфидного минерала) происходит следующее (рис. 1). В диффузионном слое на поверхности минерала идут реакции: анодная реакция катодная реакция FeAsS —>Fe2++ As3++ S°+7e-; 3.5 0 2 + 14 H++ 7 e - -> 7 H20 Бактерии окисляют Fe2+и S до конечных продуктов: 4Fe2++ О 2 + Н++ бактерии—»4 Fe3++ 2 Н 2 0 , G = — 74.4 кДжмоль А. S 0 + 4 Н20 - » S 0 42- + 8 Н++ 6 е - Окисление ионов двухвалентного железа и серы до конечных продуктов осуществляется непосредственно в диффузионном слое, что способствует быстрому взаимодействию иона трехвалентного железа с минералами: FeAsS + Fe 2 (S 0 4)3 + 1.5 Н20 + 0.75 О 2 —> 3 FeS0 4 + S° + H 3 ASO 3 и серой: S+6+ Fe3++ 4 H20 -> 6 Fe2++ S 0 42~ + 8 H+ Пленарный доклад 15