Биология в 3 томах. Tом 2 - Тейлор Д.
ISBN 5-03-003686-5
Скачать (прямая ссылка):
Принимая во внимание растущий дефицит мест захоронения отходов и неудобства, которые они вызывают, стоит приложить усилия для развития процессов, связанных с ферментацией таких материалов, как бумага и картон, даже если получаемое при этом топливо будет не дешевле, чем обычные виды топлива. Экономическая ситуация обычно более благоприятна в развивающихся странах, которые лишены своих собственных резервов природного топлива и в которых сокращаются запасы леса. В ферментере могут быть использованы также сточные воды и сухой навоз. Топливная ценность ферментированного навоза в шесть раз выше, чем просто высушенного,
12.14.2. Этанол
Общее уравнение:
C6H12O,, _ 2C2H5OH + 3CO2
Глюкоза Этанол Диоксид
углерода
Энергетич.
ценность: 16кДжг~' ЗОкДжг-1
БОТАНИКА_
84 Глава 12
Рис. 12.24. Автомобиль, работающий на смеси этанола и бензина, заправляется газохолом на бензозаправочной станции в Бразилии.
В Бразилии с 1975 г. успешно производят этанол, который используется в качестве горючего. Исходным материалом является сахарный тростник. После сбора урожая тростник измельчают и получают сок. Из сока экстрагируют сахарозу, которая является коммерческим продуктом, однако при этом остается сироп (меласса), содержащий глюкозу и фруктозу. Мелассу можно использовать как исходный материал для ферментации с помощью дрожжей Saccharomy-ces cerevisiae. Этанол перегоняют, чтобы очистить от других продуктов ферментации. В качестве горючего при перегонке используют сухой волокнистый материал, который остается после измельчения сахарного тростника.
Некоторые бразильские автомобили могут работать на чистом спирте, однако обычно к этанолу подмешивают небольшое количество бензина, чтобы исключить его употребление людьми. В 1985 г. было произведено более 11 млрд. дм3 этанола. Производство с целью сохранения бразильской валюты было начато в 1983 г., когда выросли цены иа нефть. С тех пор потребление бензина снизилось на 20%. Некоторые автомобили в Бразилии и США могут работать на смеси спирта и бензина, которая называется газохол (рис. ] 2.24). В США в качестве исходной биомассы для получения этанола используют крахмал из кукурузы. В середине !980-х гг. его производилось более 2280 млн. дм3 ежегодно.
Несмотря на то что бразильская схема, казалось бы, была удачной, не все идет гладко. Продолжаются дебаты о наиболее экономически
ММА им. И.М. Сеченова
выгодном использовании мелассы и о том, не могут ли другие сельскохозяйственные культуры быть более подходящим источником углеводородов. Например, мелассу можно было бы использовать вместо нефти в качестве сырого материала при производстве пластмасс.
12.15. Добыча металлов
микробиологическими методами
Необходимые человеку металлы, такие как медь, железо, уран, золото, свинец, никель и кобальт, в природе встречаются в виде минералов, которые называют также рудами. В местах, где эти руды сконцентрированы в большом количестве, их добывают, а затем извлекают из них металлы. Только недавно в процессе очистки металлов стал использоваться огромный потен- . циал микроорганизмов. В качестве примера, иллюстрирующего основные принципы, рассмотрим добычу меди.
Медь — один из первых металлов, использованных человеком. Бронза, представляющая собой сплав меди и олова, была впервые получена более 5000 лет назад; ее широкое применение, когда она ценилась за прочность, режущие свойства, а также за декоративность, послужило основанием для присвоения тому времени названия «бронзовый век». В природе медь обычно встречается в виде сульфидов меди. К примеру, более 50% мировой добычи приходится на пирит CuFe$2, который содержит также железо и серу. Добывать медь из руды очень сложно. Однако давно известно, что медь можно извлечь из воды, которая просачивается через горные породы, содержащие медные руды. Сейчас известно, что этот процесс выщелачивания металлов происходит под действием бактерий. Бактерии превращают нерастворимые металлические соединения в растворимые, например в сульфат меди, из которого гораздо легче экстрагировать медь.
Бактерия, которая играет главную роль в процессе выщелачивания металлов, была идентифицирована в 1947 г. как Thiobacillus ferrooxt-dans. Другие важные бактерии — Т. thiooxidans и Lepiospirillum ferrooxidam — растут в кислой среде и способны работать при высоких температурах. Они получают энергию, окисляя неорганические субстраты. Например, Т. feirooxidans получает энергию за счет окисления содержащего-
Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. БИОЛОГИЯ, т. 2
БОТАНИКА
ММА им. И.М. Сеченова
Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. БИОЛОГИЯ, т. 2
Микробиология и биотехнология 85
Рис. 12.25. Открытый карьер в Рио-Тинто (Испания), в котором ежегодно добывается 2,3 млн. тонн золота, серебра и меди.
ся в руде Fe2+ до Fe3+ и восстановленных форм серы, таких как сульфиды, до серной кислоты. Т. fetrooxidans является автотрофом и по классификации относится к хемоавтотрофам, или хе-мосинтетическим бактериям (табл. 2.3).
