Железо в почве

В растительном мире роль железа не менее важна. За исклю­чением железобактерий, все жи­вые организмы — от растений до человека — связывают вдыхае­мый кислород в сложные соеди­нения. В центре их молекул находится атом металла. Для растений - это атом магния, для животных — атом железа. Желе­зо необходимо для образования хлорофилла, который обуслов­ливает усвоение растениями уг­лекислоты воздуха при помощи поглощаемой ими энергии сол­нечного света. Хотя железо не входит в состав хлорофилла, без него этот пигмент не обра­зуется.

Недостаток железа в почве вызывает железное голодание растений и заболевание — хло­роз. Наиболее чувствительны к недостатку железа плодовые де­ревья - яблоня, груша, слива, персик, цитрусовые, а также малина, виноград. Применение комплексных препаратов, содер­жащих железо, помогло увели­чить урожай яблок и других культур.

В конце XIX века немец­кий ученый Лидге опубликовал исследование о зависимости про­израстания различных пород де­ревьев от содержания в почвах известных минералов.

Он заме­тил, что в Прирейнских про­винциях залежи железа покрыты по преимуществу березовым ле­сом, тогда как в окрестности их, не имеющих железных руд, растут дуб, бук и другие породы деревьев. Ученый установил за­висимость роста известных пород деревьев от наличия тех или иных минеральных солей в почве.

О зеленых разведчиках зем­ных недр, о растениях-рудознат­цах было известно давно. Еще М.В.Ломоносов заметил, что рас­тительность над рудными жила­ми изменяет свой обычный об­лик. Использовав "ботаническую формулу" великого ученого, ге­ологи открыли месторождения меди в центре Казахстана.

Поиски руд по растениям теперь изучает специальная нау­ка — биогеохимия. Таких расте­ний - "геологов" известно более 40 видов. Добрым спутником залежей железных руд считают соссюрею или горькушу, много­летнее травянистое растение, про­израстающее  в  Средней Азии, Сибири, на Дальнем  Востоке.

Ученые также установили, что зола из листьев березы имеет бурый цвет, если она росла на железорудном   месторождении. Способность некоторых растений и живых существ накапливать химические элементы из окру­жающей среды иногда порази­тельна. Так, биологи обнаружи­ли у морского огурца "умение" синтезировать обыкновенное же­лезо в виде круглых шариков прямо под кожей. Диаметр этих шариков не  превышает  0,002 миллиметра.  Этот  феномен — новое свидетельство того, что живые организмы способны осу­ществлять процессы, для нор­мального протекания которых нужны большие температуры и высокое давление. Это наводит ученых на мысль о создании биометаллургии.

В условиях водно-воздуш­ной обстановки в рудных шах­тах   минералы   окисляются   и обогащают рудничную воду же­лезом и серной кислотой. При откачке   вод   на   поверхности везде можно увидеть желто-ко­ричневый осадок гидратов окиси железа. Железо  в этих водах окислялось   на много   быстрее, чем в лабораторных условиях. Виновниками оказались бакте­рии из рода тиобациллус; из-за способности окислять закисное железо в кислых растворах они были названы ферроксиданс (железоокисляющая).  

Впервые о них сообщил еще в 1888 году русский микробиолог С.Н.Виноградский. Потребовалось немало времени для их изучения.

В лабораторных условиях бактерии показали завидную ра­ботоспособность: скопление мар­ганца размером со спичечную го­ловку они создавали за две — три недели. Ученые полагают, что именно таким путем в те­чение многих тысяч и миллио­нов лет скапливались большие залежи железных и марганцевых руд. Так образовались знамени­тое Криворожское месторожде­ние в Советском Союзе и железнорудные залежи в районе Вели­ких озер в США.

Появились уже первые уста­новки для микробиологической добычи    минерального   сырья (меди).

В 1964 году создана первая в СССР бактериальная установ­ка — на Дегтярском месторож­дении.  За три месяца на ней получили  несколько  десятков тонн   первой   "бактериальной" меди. Опытно-промышленная ус­тановка по извлечению меди из руды  методом микробиологи­ческой металлургии вступила в строй на Алмалыкском горно­металлургическом комбинате в 1982 году.

Втак называемой бедной руде поселили микробов, которые питаются серными окис­лами меди, выделяя при этом медный купорос. В полученный раствор засыпали    стальную стружку, и чистый металл осаж­дался на ней ровным плотным слоем.   Микробы-"металлурги" трудятся    весьма производи­тельно.