SYSTEMATYKA ROŚLIN I ZWIERZĄT

Sinice są to organizmy:

• bezjądrowe,

• samożywne (autotroficzne),

• jednokomórkowe, wielokomórkowe i kolonijne.

Należą do prokariontów gram-ujemnych.

Sinice wykazują duże możliwości przystosowawcze:
- wykazują zdolność wykorzystania szerokiego spektrum światła,
- są odporne na złe warunki tlenowe i wysokie pH,
- rozwijają się przy niskim stosunku azotu do fosforu w wodzie, ponieważ potrafią wiązać wolny azot z powietrza,
- obecność w komórkach wakuoli gazowych umożliwia im zmianę ciężaru właściwego komórki i pozwala na przemieszczanie się ich w pionie wody

Sinice liczą około 2000 gatunków.

Żyją w wodach słodkich, morskich i w źródłach solankowych. Wiele sinic żyje w symbiozie z:

• glonami,

• grzybami,

• roślinami zarodnikowymi i

• roślinami nasiennymi.

Mają zdolność wiązania wolnego azotu z powietrza.

Protoplast sinic można podzielić na dwie strefy:

1. chromaplazma (chromatoplazma) zawiera:

tylakoidy (lamelle) zawierające barwniki: chlorofil a, c-fikocyjaninę, c-fikoerytrynę, karotenoidy i ksantofile.

2. centroplazma, w której mieści się nukleoid z genami.

Heterocysty - komórki silnie załamujące światło w mikroskopie, większe od pozostałych komórek, o grubych ścianach komórkowych i mniej wysycone barwnikami. W heterocystach zachodzi wiązanie wolnego azotu z powietrza. Pod względem morfologicznym sinice można podzielić na:

1. Sinice chrookokalne - komórki sinic są kuliste lub pałeczkowate, żyją pojedynczo lub w koloniach. Należą tutaj: Gleocapsa, Gleobacter, Anacystis.

2. Sinice pleurokapsularne - sinice jednokomórkowe, często żyjące w koloniach, mające zdolność tworzenia beocytów. Tutaj należy Myxosarcina, Pleurocapsa, Dermocarpa.

3. Sinice nitkowate nie mające zdolności tworzenia heterocyst. Tutaj należy Lyngbya, Spirulina,Oscillatoria.

4. Sinice nitkowate mające zdolność tworzenia heterocyst. Są to sinice wielokomórkowe i kolonijne. Należą tutaj: Calothrix, Anabaena, Nostoc.

Eugleniny - Euglenophyta

Tobołki - Pyrrophyta

Jednokomórkowe glony morskie i wód zasolonych: nieliczne zasiedlają wody śródlądowe. Zawierają chlorofil, karoteny i ksantofile. Do najbardziej rozpowszechnionych rodzajów zalicza się: Ceriatium, Gymnodinium i Peridinium.

Złotowiciowce - Chryzophycea

Reprezentowane przeważnie przez organizmy jednokomórkowe, (czasem kolonijne). Zawierają chromatofory z chlorofilem oraz karotenem i ksantofilem. Odżywiają się autotroficznie, w wodach zanieczyszczonych heterotroficznie. Przedstawiciele: Synura uvella, Dinobryon sertularia.

Okrzemki - Bacillarriophycea

Liczą ponad 10000 gatunków. Są jednokomórkowe, ale często tworzą kolonie. Ciało komórki okryte jest krzemionkową ścianą komórkową, zbudowaną jak pudełko - z wieczka i denka. Barwa złocisto-brązowa. Preferują słabe oświetlenie i głównie w miejscach słabo oświetlonych. Kolonie porastają wszystkie przedmioty, także liście roślin blokując im światło. Te z braku światła giną. W dotyku okrzemki są szorstkie (krzemionka).

Zielenice - Chlorophyta

Organizmy jednokomórkowe, kolonijne i wielokomórkowe. Wszystkie gatunki zielenic maja organelle asymilacyjne w postaci zielonych chromatoforów zwierających chlorofil z domieszką karotenu i ksantofili. Najbardziej reprezentatywna grupa glonów. Liczą ok. 11000 gat. Większość żyje w wodach słodkich. Formy jednokomórkowe są przyczyną zakwitów wody (zielonkawe jej zabarwienie), a wielokomórkowe nitkowate ciągną się pasmami na roślinach i wszystkich przedmiotach. Wszystkie cechują duże wymagania świetlne i najchętniej duża zawartość składników mineralnych , azotu, fosforu i innych. Często rozwijają się błyskawicznie dzięki zdolności do rozmnażania wegetatywnego przez fragmentację plechy.

Gałęzatka (Cladophora aegagropila)

Forma kulista powstaje naturalnie w jeziorze. Glon porasta darniami dno jeziora na głębokości 8-10m, odrywa się płatami i wypływa na wierzch. Jest to gatunek o ogromnej tolerancji na chemiczne składniki ściekowe. Wykorzystywany do testu biologicznego mającego na celu określenie toksyczności niektórych związków chemicznych pochodzących od ścieków przemysłowych.

GRZYBY

Grzyby są organizmami szeroko rozpowszechnionymi na kuli ziemskiej. Rozwijają się wszędzie tam, gdzie w podłożu znajdują dostateczną ilość substancji odżywczych. Jako, że nie zawierają chlorofilu, odżywiają się całkowicie heterotroficznie. Wśród grzybów najwięcej jest saprofitów mających olbrzymi udział w rozkładzie substancji organicznej. Liczne są również gatunki prowadzące pasożytniczy tryb życia, odpowiedzialne za większość chorób roślin, atakujące również ludzi i zwierzęta.

• Dla wzrostu grzybów niezbędna jest wysoka wilgotność względna powietrza (optimum powyżej 70%) i odpowiednia temperatura (optimum 16-25 stopni Celsjusza).

Liczbę gatunków grzybów ocenia się na 80 000, spośród których kilkadziesiąt należy do silnie alergizujących. Systematyka grzybów przedstawiana bywa w różnym ujęciu. Przez długi czas uznawano je za rośliny i tak też klasyfikowano. Z czasem uznana została wyraźna odmienność grzybów w stosunku do roślin i w efekcie wyodrębniono je w oddzielną jednostkę taksonomiczną, która uzyskała najwyższą rangę królestwa.

Grzyby stanowią grupę bardzo niejednorodną. Podstawą podziału systematycznego są cechy anatomiczne i sposób rozmnażania. W obrębie gromady grzybów właściwych wydzielono 2 grupy:

- Myxomycotina ( grzyby śluzowate)

- Eumycotina (grzyby właściwe)

• sprzężniaki (reprezentowana przez rodzaj Mucor i Rhizopus),

• workowce (rodzaj Aspergillus, Penicillum, Saccharomyces),

• podstawczaki (reprezentowana przez Sporobolomyces)

• grzyby niedoskonałe, budząca najszersze zainteresowanie alergologii, do której należą grzyby z rodzaju Alternaria, Botrytis, Cladosporium, Candida, Epicoccum, Fusarium.

ROŚLINY WYKORZYSTYWANE NA OCZYSZCZALNIACH HYDROBOTANICZNYCH

Trzcina pospolita (Phragmites australis)

Jest pospolitą, wieloletnią rośliną spotykaną na terenie całego kraju. Osiąga wysokość do 4 metrów, posiada długie czołgające się kłącze i bardzo grube, ulistnione, proste źdźbło. Kwitnie od lipca do września i jest wiatropylna. Najczęściej porasta brzegi jezior, starorzecza, sadzawki, glinianki, doły potorfowe itp. Rozmnaża się przede wszystkim wegetatywnie, przez długie rozłogi, oraz fragmentację kłączy. Największe zagęszczenia tworzą kłącza na głębokości 0,5 m. Rośnie dobrze na różnych typach podłoży od piaszczysto-żwirowych poprzez gleby torfowe i muły. Biorąc pod uwagę jej dostępność, jest najczęściej polecaną rośliną do zakładania oczyszczalni botanicznych. Z racji jej popularności często używa się terminu "oczyszczalnie trzcinowe", w odniesieniu do wszystkich systemów, gdzie wykorzystuje się rośliny do usuwania nieczystości.

Manna mielec (Glyceria aquatica) Należy, podobnie jak trzcina do rodziny traw (Gramineae). Jest wieloletnią rośliną dorastającą do 2 metrów wysokości, o długim podziemnym czołgającym się kłączu. Kwiaty wiatropylne, w formie wiechy o długości do 40 cm. Okres kwitnienia od czerwca do sierpnia. Owocem jest czarno brunatny ziarniak, który doskonale nadaje się do rozmnażania tej rośliny. Manna rozmnaża się również wegetatywnie przez rozłogi, fragmentację kłącza i pędów.

Pałka szerokolistna (Typha latifolia) Powszechnie znana roślina, z powodu swoich charakterystycznych kwiatostanów w kształcie kolb, często używanych w celach dekoracyjnych. Jest byliną o sztywnej łodydze, dorastającą do wysokości 250 cm. W małych jeziorach tworzy rozlegle łany, w większych występuje mniej licznie. Spotkać ją można najczęściej w zbiornikach eutroficznych. Kwitnie od czerwca do sierpnia wytwarzając ogromne ilości pyłku. Pałka szerokolistna jest wiatropylna i wiatrosiewna, w jej przypadku rozmnażanie wegetatywne ma niewielkie znaczenie. Głównym organem służącym do rozmnażania są owoce. Gatunek dobrze funkcjonujący w oczyszczalniach hydrobotanicznych.

Kosaciec żółty (Irys pseudoacornus)

Ta pospolita bylina wytwarzająca grube kłącza i prostą, osiągającą wysokość do 1 metra łodygę, znana jest przede wszystkim ze swoich bardzo efektywnych, żółtych kwiatów. Kwitnie od maja do lipca. Owocem jest duża torebka zawierająca liczne czerwonobrązowe nasiona, które mogą zostać wykorzystane do rozmnażania tej rośliny. Kosaciec żółty rośnie nad brzegami jezior do 30 cm głębokości, nie tworząc dużych skupień.

Rzęsa drobna (Lemna minor)

Roślina trwała, pływająca po powierzchni wody, która przypadkowo zawleczona może pokryć całkowicie jej powierzchnie w bardzo krótkim czasie. Zbudowana z kilkumilimetrowych, płaskich i okrągłych członów, z których wyrastają stosunkowo długie korzonki. Kwitnie w naszych warunkach klimatycznych niezwykle rzadko, w kwietniu. Rozmnaża się najczęściej wegetatywnie. Zimuje w postaci pączków opadłych na dno, lub wmarznięta w lód. Ta pospolita w naszym kraju i na całym świecie roślinka, często stanowiąca trudny do wytępienia chwast wodny, znakomicie może być wykorzystywana do oczyszczania ścieków.

Wierzba wiciowa (Salix viminalis)

- Rekultywacja gleb, ochrona przed erozją

Wierzby bardzo dobrze wiążą i kumulują wszelkie zanieczyszczenia znajdujące się w glebie m.in. metale ciężkie takie jak ołów i kadm - hałdy, czy składowiska odpadów. Znajdują także zastosowanie w ochronie wzgórz i zboczy pozbawionych naturalnej roślinności przed erozją.

- Przydomowe oczyszczalnie ścieków

Ma olbrzymie zapotrzebowanie pokarmowe, dzięki czemu skutecznie eliminuje ze ścieków wszystko, co w nich się znajduje, nie wyłączając również metali ciężkich i innych szkodliwych substancji, które wbudowuje w swoje tkanki. Ocenia się, że w okresie wegetacyjnym wierzba wiciowa porastająca złoża piaskowe, usuwa ze ścieków ok. 324 kg azotu i 75 kg fosforu z ha.

Wierzba energetyczna

Uprawa wierzby jako biomasy zapewnia największą wydajność energetyczną z jednego hektara. Z hektara drzewostanu wierzbowego zdatnego do wyrębu można uzyskać 6 lub 7 - krotnie więcej drewna niż z lasu sosnowego w tym samym wieku. Biomasa może być wykorzystywana w:

-elektrowniach stacjonarnych - spalanie wikliny
-środkach transportu - metanol, powstający poprzez gazyfikację wikliny jako paliwo samochodów nowej generacji

MIKROBIOLOGIA

Organizmy żywe można podzielić na trzy zasadnicze grupy:

a) Fotoautotrofy (fotolitoautotrofy)

samożywne organizmy korzystające z  energii słonecznej. Najważniejszą rolę biologiczną w  tej grupie spełniają rośliny zielone.

b)      Chemolitotrofy

organizmy korzystające z  energii zawartej w  zredukowanych związkach nieorganicznych, np. związkach azotu, siarki, żelaza lub z  energii zawartej w  H₂. Występują tu bakterie autotroficzne, jak również bakterie heterotroficzne. Znane są również miksotrofy, wykorzystujące związki organiczne jako źródło węgla i  związki nieorganiczne jako źródło elektronów.

c)      Heterotrofy (chemoorganoheterotrofy)

organizmy cudzożywne, dla których źródłem węgla, energii i  elektronów są organiczne związki chemiczne. Należą tu: zwierzęta, grzyby i  liczne bakterie

Wszystkie procesy zachodzące w żywej komórce, dzięki którym substancje organiczne zostają utlenione i uwalniana jest energia chemiczna, nazywamy oddychaniem komórkowym.

Oddychanie tlenowe - akceptorem wodoru oderwanego od substratu jest tlen,

Oddychanie beztlenowe - akceptorami wodoru są:

1. proste związki mineralne: azotany, siarczany, węglany,

2. lub związki organiczne (fermentacja).

 

Oddychanie tlenowe:

Polega na odwodorowaniu substratu, redukcji tlenu oraz wyzwoleniu energii, która magazynowana jest w wiązaniach fosforanowych ATP. Podstawowym substratem oddechowym i źródłem energii jest cukier prosty - glukoza, którego utlenianie można przedstawić schematycznie za pomocą następującego równania:

 C₆H₁₂O₆ → 6CO₂ + 6H₂O + energia

Oddychanie beztlenowe:

W warunkach beztlenowych akceptorem wodoru mogą być związki nieorganiczne. Donatorami wodoru może być wiele związków organicznych np. alkohol etylowy, propylowy, butylowy, niektóre aminokwasy oraz glukoza.

Nieorganicznymi akceptorami wodoru mogą być :

-         azotany (proces denitryfikacji),

-         siarczany i reakcja ma następujący przebieg:

H₂SO₄ + 8H → 4 H₂O + H₂S

-         węglany mogą służyć jako akceptor wodoru w grupie beztlenowych bakterii metanowych. Bakterie metanowe wykorzystują kwasy organiczne, zwłaszcza kwas octowy i masłowy oraz alkohole jako donatory wodoru, którym następnie redukują CO₂:

CH₃COOH → CH₄ + CO₂

kwas octowy metan

2CH₃CH₂OH + CO₂ → 2CH₃COOH + CH₄

alkohol etylowy kwas octowy

Fermentacja to beztlenowe oddychanie, które jest częściowym rozkładem związku organicznego. Uproszczone reakcje przykładowych fermentacji przedstawiono poniżej:

 

-         fermentacja alkoholowa:

 

C₆H₁₂O₆ → 2CH₃CH₂ + 2 CO₂ + energia

glukoza alkohol etylowy

 

DROBNOUSTROJE ROZKŁADAJĄCE POLISACHARYDY

ROZKŁAD CELULOZY

Celuloza (błonnik) jest głównym składnikiem ścian komórkowych roślin, jest polisacharydem składającym się z łańcuchów b-1-4 glikozydowych. i rozkładana przez wyspecjalizowaną grupę mikroorganizmów celulolitycznych do glukozy. Wszystkie enzymy są wydzielane przez drobnoustroje poza obręb komórki

HYDROLIZA SKROBI

Skrobia stanowi główną substancję zapasową roślin. Skrobia jest polimerem a-D-glukozy połączonej wiązaniami a 1-4. Składa się z dwóch glukanów: amylozy (15-27%) oraz amylopektyny połączonych wiązaniami glikozydowymi. Jej hydroliza pod wpływem a amylazy wydzielanej przez mikroorganizmy prowadzi poprzez dekstryny do maltozy, a następnie przy udziale b-glukozydazy do glukozy. Mikroorganizmy amylolityczne występują bardzo licznie w glebie i są reprezentowane przez wiele tlenowych i beztlenowych gatunków bakterii, oraz promieniowce i grzyby.

ROZKŁAD BIAŁKA

Mikrobiologiczny beztlenowy głęboki rozkład białka z wytworzeniem związków o nieprzyjemnym zapachu określa się nazwą gnicia. Gnicie odbywa się przy udziale bakterii proteolitycznych. Rozkład białka polega na hydrolizie białek do aminokwasów. Enzymy proteolityczne rozrywają wiązania peptydowe w cząsteczkach białek, w wyniku czego powstają polipeptydy, następnie peptydy i na końcu aminokwasy.

Dalszy rozkład aminokwasów może polegać na dezaminacji lub dekarboksylacji.

Dezaminacja aminokwasów polega na oderwaniu amoniaku od cząsteczki aminokwasu. Obok amoniaku powstają różne związki organiczne, takie jak : hydroksykwasy, ketokwasy, alkohole, kwasy tłuszczowe. Z dezaminacji aromatycznych aminokwasów powstają cuchnące związki azotowe : indol i skatol, a z aminokwasów posiadających siarkę - siarkowodór, merkaptan. Dalszy rozkład substancji organicznych prowadzi do powstania związków prostych, takich jak : dwutlenek węgla, wodór, metan.

Dekarboksylacja aminokwasów polega na oderwaniu dwutlenku węgla.

Typowy proces gnilny zachodzi wyłącznie w środowisku o odczynie alkaicznym, natomiast nie odbywa się w środowisku kwaśnym.

Rozkład tłuszczów

Mikrobiologiczny rozkład tłuszczów zachodzi pod wpływem enzymów zwanych lipazami wytwarzanymi przez niektóre gatunki bakterii lipolitycznych. Lipazy powodują hydrolityczne rozszczepienie tłuszczów na glicerol i wolne kwasy tłuszczowe.

Bakterie nitryfikacyjne

 

Bakterie utleniające NH₃ na NO₂^- - autotroficzne bakterie nitryfikujące I fazy utleniające sole amonowe przez stadia pośrednie hydroksyloaminy i nitroksylu do azotynów. Są bezwzględnymi tlenowcami nieprzetrwalnikującymi. Rosną w pożywkach mineralnych zawierających jony NH₄⁺ o pH około 8,0.

Charakterystyczną ich cechą jest wzrost na granicy dwóch faz, zwykle na powierzchni ciał stałych (gleba). Bakterie te są odporne na wysuszenie (mogą przetrwać w wysuszonej glebie w stanie życia utajonego przez wiele lat). Reakcję utleniania wywołaną przez Nitrosomonas można opisać następująco:

NH₄⁺ + 1½O₂ → NO₂^- + H₂O + H⁺ ( 1 faza nitryfikacji)
Wytwarzający się w trakcie chemosyntezy kwas azotawy jest silnie toksyczny dla bakterii. Już stężenie 0,3M hamuje proces w 30%. Gromadzący się w komórkach jon NO₂^- musi być czynnie przez nie wydalany, na co organizm przypuszczalnie zużywa dużo energii, Wydajność chemosyntezy jest więc nieduża (około 20% w młodych hodowlach, 7% w starszych).

Bakterie utleniające NO₂^- na NO₃^- -

HNO₂ + 0,5 O₂ → HNO₃ ( 2 faza nitryfikacji)

Chemoautotrofy II fazy - Nitrobacter -utleniają azotyny do azotanów. Należą tutaj następujące rodzaje:

Żyją one w środowisku lekko alkalicznym (pH 7,7) i podobnie jak Nitrosomonas, chociaż w słabszym stopniu adsorbują się na powierzchni ciał stałych. Wiążą one CO₂, korzystając z energii utleniania azotynów na azotany.  

Wolny amoniak hamuje silnie chemosyntezę Nitrobacter. Już stężenie 0,0001 M obniża intensywność procesu o 70%.

Bakterie nitryfikacyjne jako autotrofy rozwijają się dobrze w środowiskach nie zawierających zbyt wysokich ilości związków organicznych. Niekorzystny wpływ na rozwój tych bakterii wykazują natomiast: pepton, pewne aminokwasy (cysteina, hystydyna), metionina, aminy oraz alkaloidy.

Nitryfikatory są bardzo wrażliwe na działanie wielu związków toksycznych.

Mają określone wymagania termiczne. Ich optimum leży w granicach 28-30⁰C. Temperatury niższe od optymalnej wpływają hamująco na intensywność nitryfikacji.

Wymagają one do wzrostu dwutlenku węgla jako źródła C, odczynu w zakresie 7,2 - 7,8 pH.

Cechuje je bardzo powolny wzrost (czas generacji komórek w warunkach naturalnych wynosi 20 - 40 godz.) Ostatnio zwraca się szczególna uwagę na rolę organizmów hetero-troficznych w procesie nitryfikacji (bakterie właściwe z rodzaju Pseudomonas, Alcaligenes, Arthrobacter, Corynebacterium i Micrococcus, promieniowce, grzyby strzępkowe, grzyby drożdżopodobne). Produktami pośrednimi są pochodne hydroksyloaminy, związki nitrowe i nitrosowe.

Przemiany przeprowadzane przez organizmy heterotroficzne można przedstawić następująco:

 

R-NH₂ → R-NHOH → R-NO → R-NO₂

 

Proces nitryfikacji heterotroficznej ma duże znaczenie ekologiczne, ponieważ zachodzić może w środowisku w warunkach niedoboru tlenu oraz przy odczynie poniżej 7,2 pH.

Bakterie żelaziste i manganowe

Bakterie żelaziste i manganowe są grupą bardzo zróżnicowaną pod względem morfologicznym i fizjologicznym. Oprócz bakterii chemosyntetyzujących wyróżniamy wśród nich gatunki miksotroficzne, a nawet odżywiające się sposobem heterotroficznym. Bakterie chemosyntetyzujące mają zdolność do utleniania soli żelazawych na żelazowe, lub soli manganawych na manganowe.

Wśród bakterii tych wyróżnia się następujące grupy różniące się miejscem odkładania utlenionych form żelaza i manganu:

1. na zewnątrz w wyrostkach cytoplazmatycznych (Pedomicrobium sp., Hyphomicrobium sp.,) śluzowatych styliskach (Gallionella sp.), pochwach (grupa Sphaerotillus-Leptotrix), na powierzchni ściany komórkowej (Thiobacillus ferooxidans, Metallogenium sp., bakterie purpurowe) lub w otoczkach ( bakterie z rodziny Siderocapsaceae i z rodzajów Siderococcus, Siderocapsa, Siderobacter, Ferrobacterium i Naumaniella),
2. w wewnątrzkomórkowych organellach,

3. na zewnątrz powierzchni endospor lub w magnetosomach (bakterie magnetotaktyczne).

 

Złogi tlenków i wodorotlenków żelaza nadają komórkom lub skupiskom bakterii zabarwienie brązowo-żółte, z manganu zielonkawo-oliwkowe lub brązowo-czerwone.

Enzymatyczny mechanizm utlenienia żelaza i manganu u Leptotrix sp. zachodzi zgodnie z równaniami:

4FeCO₃ + O₂ + 6H₂O → 4 Fe(OH)₃ + 4 CO₂

Mn²⁺ + ½ O₂ + H₂O → MnO₂ + 2H⁺

3Mn²⁺ + ½ O₂ + 3H₂O → Mn₃O₄ + 6H⁺

Przedstawicielami tych bakterii są:

Gallionella ferruginea - bakteria nitkowata, rozgałęziona. Komórki mają kształt nerkowaty, wydzielający do swej wklęsłej strony koloidalny wodorotlenek żelazowy. Związek ten zestala się i tworzy wstęgowatą łodyżkę, która ulega spiralnemu skręceniu pod wpływem obrotowego ruchu komórek. Komórki znajdują się na końcu łodyżki i rozmnażają przez podział podwójnie poprzeczny, powodujący ich widełkowate rozgałęzienie. Podstawy łodyżek przyczepiają się albo do podłoża, albo jako masy nitkowate pływają w wodzie w postaci „watowatych” kłaczków. Ten gatunek bakterii nie gromadzi związków manganu.

 

Leptotrix ochracea - bakterie nitkowate, nierozgałęzione. Cylindryczne komórki, w których gromadzi się wodorotlenek żelaza po pewnym czasie przybierają barwę żółtą, a następnie rdzawo-brązową. W miarę grubienia otoczki tkwiąca wewnątrz nitka bakteryjna wymyka się z niej i tworzy na nowo otoczkę.

 

Leptotrix echinata - są to bakterie manganowe, szczeciniaste, mają pęk nitek wychodzący ze wspólnej nasady i tworzą duże, wolno żyjące kolonie. W grubszej u nasady, a zwężającej się na wierzchołku otoczce tkwią nitkowate komórki. Bakterie te gromadzą tlenek manganowy. Żelaza nie magazynują.

 

Crenothrix polyspora - są to nitkowate bakterie żelazowo-manganowe, wielozarodnikowe. Nitkowate, cylindryczne komórki maja otoczkę zabarwiającą się z biegiem czasu na kolor rdzawy. Bakterie są nierozgałęzione, węższe u podstawy i rozdęte na końcach, gdzie wytwarzają liczne zarodniki. Ten gatunek bakterii prowadzi osiadły tryb życia, przyczepiając się do stałych obiektów

Bakterie siarkowe:

Najpospolitszymi rodzajami bakterii siarkowych są: Beggiatoa, Tipoloca i Thiothrix, które odgrywają znaczącą rolę w zarastaniu i tworzeniu osadów w przewodach wodociągowych. Utleniają one siarkowodór do wolnej siarki, którą magazynują w komórkach. W przypadku braku siarkowodoru wykorzystują zmagazynowaną siarkę, utleniając ją do siarczanów. Bakterie te mają kształt długich, nie rozgałęzionych, ruchliwych nitek, składających się z łańcuszków wielu komórek.

2H₂ S + O₂ = 2H₂O + S₂ + energia.

S₂ + 3O₂ + 2H₂O = 2H₂SO₄ + energia.

Rodzaj Thiothrix to forma osiadła, mająca nici o różnej grubości z delikatną, śluzowatą pochewką. Wykazuje ona zdolność tworzenia konidiów, które poruszając się, rozprzestrzeniają się w wodzie, a po przyczepieniu do podłoża przez wielokrotne podziały komórkowe dają początek nowym organizmom

Bakterie denitryfikacyjne

 

Przemiany azotanów wytworzonych w procesie nitryfikacji zachodzą w warunkach anoksycznych i beztlenowych (Eh w zakresie +70 do -300 mV, przy udziale licznej grupy haterotroficznych bakterii denitryfikujacych (Pseudomonas sp., Bacillus sp., Micrococcus sp., Alcaligenes sp.) wymagających jako donatora wodoru do redukcji NO₃^- związków organicznych, takich jak: sole kwasów tłuszczowych, alkohole, związki aromatyczne, metan. Produktami końcowymi są tlenek (NO) i podtlenek (N₂O) azotu oraz azot cząsteczkowy:

 

NO₃^- → NO₂^- → NO → N₂O → N₂

Wytworzone w procesie denitryfikacji produkty gazowe są obojętne dla organizmów żywych, zatem z punktu widzenia ochrony środowiska, proces ten jest korzystny.

Heterotroficzne bakterie denitryfikujące dla przeprowadzenia procesów życiowych (wzrost, oddychanie) potrzebują źródła węgla organicznego. Używane źródła węgla są bardzo różnorodne. Są nimi m.in. alkohole, glukoza, octany, kwas mrówkowy, a także odpady przemysłowe, takie jak: melasa, serwatka, odpady podestylacyjne. Dla denitryfikacji wody pitnej jako źródło węgla organicznego używamy przede wszystkim: metanolu, etanolu i kwasu octowego.

Czynniki wpływające na proces denitryfikacji

1.Temperatura i pH

Temperatura i odczyn wody wpływają na szybkość procesu denitryfikacji poprzez oddziaływanie na konfigurację przestrzenną enzymów Denitryfikatory redukują azotany w szerokim zakresie temperatur od 5 do 70^o C, przy czym optimum temperatury mieści się w granicach 15-37^oC. Redukcja azotanów przebiegała w pH od 4,4, do 7,8, optimum zaś zbliżone jest do pH = 7,0. Zaobserwowano także większą wrażliwość denitryfikatorów na środowisko kwaśne niż zasadowe. Oprócz tego zarówno pH jak i temperatura wpływają na końcowe produkty denitryfikacji. W temperaturach niskich i bardzo wysokich głównym produktem jest podtlenek azotu, a w optymalnej azot cząsteczkowy. W niskim pH produkowany jest podtlenek azotu, a w pH około 6,0 produktem jest azot cząsteczkowy. 

2. Tlen

W badaniach przeprowadzonych nad szybkością denitryfikacji wykazano, że im mniejsze stężenie tlenu tym szybkość procesu jest większa.

3. Inhibitory

Reduktazy, które prowadzą proces denitryfikacji mogą pod wpływem różnych związków chemicznych ulegać inhibicji. Może to powodować całkowite zahamowanie procesu, bądź też zmniejszyć jego szybkość. Inhibitory wpływające na proces denitryfikacji można podzielić na trzy grupy:

-         blokujące tylko jeden enzym, np. tlenek węgla,

-         blokujące więcej niż jeden enzym, np. cyjanek,

-         wpływające na różne enzymy w zależności od stężenia, np. siarczki

---