Stiri Online, Enciclopedie, Revista presei

Bioexploatarea petrolului şi a minereurilor

in Biologie/Ecologie

În ultima vreme s-au dezvoltat o serie de biotehnologii care permit recuperarea secundară a petrolului din zăcăminte şi extracţia unor metale din minereul în care sunt incluse. Prin mijloacele tehnice actuale numai cel mult 40% din cantitatea de petrol a unui zăcământ poate fi exploatată industrial.

De aceea, au început studii intense pentru valorificarea microbiologică a zăcămintelor de hidrocarburi, fapt care conduce la o mărire substanţială a cantităţii de petrol ce poate fi extras dintr-un zăcământ.

Acest lucru se realizează prin introducerea în zăcământ a unor microorganisme selecţionate care măresc presiunea în profunzimea solului, cresc porozitatea rocilor, reduc vâscozitatea petrolului şi astfel petrolul poate fi recuperat şi exploatat mult mai uşor.

Bacteriile folosite în acest scop sunt cultivate pe un mediu nutritiv (de ex, pe melasă), mediu pe care îl transformă obţinându-se gaze, acizi, solvenţi, biopolimeri etc. CO2-ul produs pe această cale se dizolvă în zăcământ şi reduce vâscozitatea ţiţeiului, iar gazele rămase ca atare măresc presiunea zăcământului.

Alte substanţe rezultate în urma acţiunii microorganismelor (de ex, alcoolii, cetonele) reduc aderenţa dintre ţiţei şi rocă, mărind în acelaşi timp porozitatea rocii.

Combaterea poluării cu produse petroliere

În procesul de producere, transport şi depozitare a petrolului are loc de multe ori o poluare a mediului înconjurător terestru şi acvatic, fapt ce afectează flora şi fauna înconjurătoare. Din cauza unor accidente are loc deversarea în apa mării a unor cantităţi mari de hidrocarburi, poluând foarte grav, pe suprafeţe întinse, apa mărilor.

Pentru combaterea poluării cu hidrocarburi se folosesc în special bacterii din specia Pseudomonas putida care posedă enzime oxidoreducătoare sau pentru hidroxilare, astfel că ele pot degrada diferite clase de hidrocarburi sau de compuşi aromatici toxici, ca de ex benzen, toluen.

Această bacterie prezintă gene localizate în plasmide care determină sinteza diferitelor enzime implicate în degradarea petrolului.

S-a constatat că diferite tulpini ale bacteriei Pseudomonas putida sunt capabile fiecare în parte să degradeze numai o anumită clasă de hidrocarburi, astfel că eficienţa lor în combaterea poluării este relativ redusă datorită faptului că petrolul conţine un amestec de diferite hidrocarburi. Pentru a mări eficienţa bacteriilor respective, un grup de cercetători de la Universitatea Illinois din SUA a folosit tehnici de inginerie genetică în vederea obţinerii unei tulpini bacteriene recombinate genetic in vitro capabilă să metabolizeze diferite componente ale ţiţeiului.

În acest scop, aceşti cercetători au utilizat 4 tulpini bacteriene care posedă 4 tipuri de plasmide ce conţin gene care determină sinteza de enzime ce intervin în metabolizarea unei anumite clase de substanţe.

S-a obţinut astfel prin recombinare genetică in vitro o tulpină tetraplasmidică capabilă să intervină în metabolizarea tuturor componentelor petrolului, tulpină care s-a dovedit mult mai eficientă decât fiecare din cele 4 tulpini luate în parte. Această bacterie multiplasmidică creşte rapid pe medii de cultură care conţin petrol, metabolizând în timp scurt şi complet mari cantităţi de petrol.

Bioexploatarea minereurilor

Procesul de recuperare a metalelor cu ajutorul bacteriilor poartă denumirea de licsiviere. Microorganismele implicate în acest proces sunt chimiolitotrofe, adică îşi obţin energia necesară proceselor metabolice din oxidarea substanţelor minerale.

De asemenea, ele sunt autotrofe în sensul că obţin carbonul necesar sintezei diferitelor structuri celulare nu din materii organice, ci din CO2 din atmosferă. În ultima vreme s-au întreprins cercetări intense privind posibilitatea folosirii biotehnologiilor moderne în exploatarea industrială a minereurilor.

Procesul de licsiviere este de 2 feluri: licsiviere directă şi licsiviere indirectă.

În cazul licsivierii directe, bacteriile atacă cu ajutorul aparatului lor enzimatic compuşii minerali susceptibili de oxidare. Pentru a obţine energie din substanţele minerale respective, bacteriile transferă electroni de Fe sau de Cu asupra O, produşii cei mai oxidaţi fiind de regulă şi cei mai solubili.

În cazul licsivierii indirecte, bacteriile oxidează Fe-ul feros solubil în Fe feric care este un oxidant puternic reacţionând cu alte metale pe care le transformă în ioni oxidaţi solubili într-o soluţie de H2SO4. În acest proces reapare Fe-ul feros care este rapid reoxidat de bacterii.

Datorită prezenţei Fe-ului în majoritatea minereurilor, bacteriile care fac licsivierea directă sau indirectă permit o rapidă acumulare a metalelor sub forme solubile în apele reziduale. De fapt, acest proces are un caracter complex, în el intervenind şi alte procese chimice şi microbiologice.

Pentru a se asigura un proces de licsiviere cât mai intens este nevoie să se asigure o serie de condiţii care să favorizeze procesele microbiologice şi chimice cum sunt:

•Aciditate ridicată deoarece Fe-ul feric şi alte metale nu sunt solubile decât într-un mediu acid;
•Temperatură corespunzătoare diverselor specii de microorganisme, de obicei mai ridicată decât temperatura mediului ambiant;
•Aerisirea minereurilor respective.

Se cunosc multe specii de microorganisme chimiolitotrofe care acţionează în diverse condiţii de mediu. Aceste microorganisme trăiesc în condiţii nefavorabile altor specii şi anume un mediu acid bogat în H2SO4 şi în metale solubile, un mediu sărac în substanţe organice, la temperaturi ridicate, adesea peste 50 ºC.

Una dintre primele specii de microorganisme care asigură licsivierea este Thiobacillus ferooxidans. Această bacterie este acidofilă, putând trăi în condiţiile unei concentraţii ridicate de H2SO4 şi la temperaturi cuprinse între 20 şi 35 ºC. Această bacterie este răspândită în apele termale, în zăcămintele de S, în craterele vulcanice.

O altă bacterie din acelaşi gen este Thiobacillus thiooxidans care are o activitate similară cu a speciei precedente. Aceste 2 specii acţionează simultan şi au o eficienţă sporită comparativ cu activitatea lor separat.

O altă categorie de microorganisme folosite în licsiviere este reprezentată de Archaebacterii. Dintre acestea, cel mai important este genul Sulfolobus care cuprinde specii ce trăiesc la temperaturi ridicate peste 60 ºC în medii foarte acide. Aceste bacterii îşi obţin energia necesară prin oxidarea sulfului şi fierului, iar carbonul îl iau din CO2 sau din compuşi organici simpli. Aceste bacterii sunt răspândite în apele termale şi acide şi în crăpăturile vulcanilor.

Elaborarea unor biotehnologii în care sunt folosite diferite specii de microorganisme pentru obţinerea de substanţe utile omului a creat premisele şi pentru utilizarea unor microorganisme în vederea regenerării apelor reziduale rezultate din diverse industrii, ape încărcate cu diverse substanţe toxice şi cu metale. A devenit astfel posibilă recuperarea unor metale valoroase din aceste ape reziduale.

Se cunosc 3 tipuri de procese microbiologice prin care se pot extrage metalele din apele reziduale şi anume:

a.Transformarea chimică a metalelor cu ajutorul unor procese biologice.

b.Adsorbţia metalelor la suprafaţa celulelor microbiene.

c.Fixarea intracelulară a metalelor.

S-a demonstrat experimental că drojdia de bere (Saccharomyces cerevisiae) şi fungii din genul Rhizopus sunt capabile să adsoarbă uraniul din apele reziduale datorită faptului că prezintă pe membrana şi peretele celular grupe de atomi cu sarcini electrice negative astfel că adsorb ionii metalici cu sarcini pozitive.

Bacteria Pseudomonas aeruginosa poate acumula intracelular metale toxice într-o concentraţie mare. Experimental s-a constatat că în mai puţin de 10 secunde această bacterie acumulează în celulă cca. 100 mg de uraniu per litru de soluţie, ceea ce reprezintă până la 56% din substanţa uscată a bacteriilor respective. Din acest motiv, aceste bacterii au fost denumite „adevărate bacterii sinucigaşe”.

loading...
DESCARCA APLICATIA CYD PE MOBIL
Aplicatie CYD Google Play

Nu sunt un artist, nu sunt un talentat scriitor, sunt om ca si tine. Doar ca diferentele dintre mine si tine o fac obiceiurile noastre si viata pe care o traim. Nu ne invartim in aceleasi anturaje, nu avem acelasi limbaj, la dracu nici macar nu ne cunoastem, dar sigur avem de impartit idei sau am avut aceleasi idei o data, desi repet nu ne cunoastem. Nu te stiu, nu te cunosc, nu te vad, nu te ating, nu te caracterizez, nu te critic, nu te injur, nu te admir, nu te laud, dar tu poti sa ma critici, aplauzi, caracterizezi, poate chiar si sa ma apreciezi. E dreptul tau, e timpul tau.

Latest from Biologie

LIKE-ul tau CONTEAZA!Ti-a placut articolul si ai dat LIKE? Inchide aici
Mergi la Sus

Copyright © 2016 by CYD.RO. Toate drepturile sunt rezervate
Designed by Dianys Media Solutions - realizare site web - creare site web