2009 01 021959

G W v.til $. I. IXil'ty (Am(f voAr»nU \ttr- -ISBN 9?*4>4M5324'.1.0 by W PW SHi?

412

15.

Procesy mikrobiologiczne

1\itaj ponownie wartość AG’ obliczono dla jednego mola {CH₂0}. Wartość ujemna wskazuje, że utlenianie przez siarczany(Vl) jest również termodynamicznie korzystne. Reakcja ta jest ważna, na przykład, w ubogich w ditlcn. a bogatych w substancje organiczne morskich osadach, gdzie jest obfitość siarczanowiVI) w wodzie morskiej. Bakterie /. rodzaju Dcsulfovibrio są ważnymi pośrednikami w tym procesie.

Brak jakiegokolwiek utleniacza — samoutlenianie biomasy

W środowiskach, gdzie nic ma ani ditlcnu. ani azotanów(V). ani siarczanowiVI). martwa materia organiczna może jednak ulegać utlenieniu w reakcjach anacrobowych. prowadzących do powstania rozmaitych produktów. Finalne produkty reakcji anaerobo-wego rozkładu obejmują m.in. metan i tworzą się w wyniku wewnętrznych procesów redoks lub reakcji dysproporc jonowania. Sumaryczna reakcja połówkowa redukcji ma postać

C0₂ + 8H,0⁺ + 8c- — CR,+ 10H,O    p£’(w) = -4.13    (15.17)

łącząc reakcję (15.17) z reakcją połówkową utleniania węglowodanów (15.7), otrzymujemy równanie opisujące sumaryczny proces redoks:

2 {CH₂0} -> CR, + CO,    (15.18)

Wartości p/f iw) oraz entalpii swobodnej wynoszą odpowiednio:

pF. (w Ij = pF. (w)^(redukcja) + p£(W)_c,_ł)0(utlenianie)

= -4.13 + 8.20 = +4.07

AG (w, 1 mol)., = -93 kJ

Mniejsza ujemna wartość entalpii swobodnej wskazuje, żc reakcja (15.18) jest termodynamicznie najmniej korzystna spośród czterech opisanych reakcji. Niemniej jednak jest to proces samorzutny, którego wynikiem jest anaerobowy rozkład martwej materii organicznej. Dlatego tez rozkład biomasy może i zachodzi w środowisku nawet przy braku jakichkolwiek czynników utleniających. Rozmaite rodzaje promieniowców są głównymi organizmami anaerobowymi odpow iedzialnymi za anaerobową biodegradację. Organizmy potrzebne do wytwarzania metanu noszą nazwę metanogenów (bakterii metanowych). Ten gaz. niekiedy nazywany gazem błotnym, często występuje na bagnach lub innych terenach podmokłych. Oszacowano, żc metan uwalniany z naturalnych i sztucznych terenów podmokłych stanow i przynajmniej połowę wkładu tego ważnego gazu (intensyfikującego efekt cieplarniany) do atmosfery.

Anaerobowy rozkład tego typu czasami jest określany jako ..reakcja fermentacji". W trakcie fermentacji mogą tworzyć się również i inne produkty, a wśród nich kwasy karboksylowe i gazowy wodór, co opisuje następujące równanie:

3 {CH,0} + 4H,0 -> CH₃COO"(aq) + HCO"(aq) + 2 H,0⁺(aq) + 2 H,(g) (15.19)

Reakcje podobne do opisanej równaniem (15.19) przedstawiają nie tak całkowite utlenienie pierwotnej materii organicznej, jak reakcje, w których tworzy się ditlcnck węgla i metan.