<<
>>

ОБРАЗОВАНИЕ И ОКИСЛЕНИЕ ВОДОРОДА

  # *
По распространению в биосфере водород стоит на 3-м месте после углерода и кислорода. Он входит в состав самого распространенного в биосфере вещества — воды, а также содержится во всех органических соединениях, в природных газах, в залежах нефти, торфа, глин и угля.
Из «следовых» газов атмосферы водород занимает по значению и масштабам круговорота второе место после углекислого газа. Круговорот молекулярного водорода в биосфере включает его образование в результате биогенных, геохимических и промышленных процессов, с одной стороны, и окисление микроорганизмами — с другой.
Главный источник образования водорода — деятельность микроорганизмов в почвах и водоемах. Он образуется также в рубце жвачных и пищеварительном тракте других животных, включая человека. Способность выделять водород в процессах метаболизма присуща главным образом анаэробным бактериям, осуществляющим брожения. Образование водорода у них связано с получением энергии. Это кло- стридии. К облигатным анаэробам, образующим водород, относятся сульфатредуцирующие бактерии, к факультативным — в основном энтеробактерии и близкие формы. Помимо того, к настоящему времени стало известно, что некоторые простейшие — анаэробные симбионты животных — также выделяют водород. Из аэробных хемотро- фов водород образуют азотфиксирующие бактерии — клубеньковые, азотобактер и другие, из фототрофов — пурпурные, зеленые и синезеленые бактерии, а также некоторые водоросли. Учесть количество водорода, выделяемого почвенными микроорганизмами, весьма сложно

из-за того, что его образование в природных ассоциациях сопряжено с параллельно идущими процессами потребления водорода. Цифры, характеризующие связывание водорода почвой, по разным расчетам колеблются от 16-106 до 120-105 т/год.
Потребление водорода микроорганизмами идет в аэробных и анаэробных условиях. Водород используют разными путями микроорганизмы многих таксономических, трофических и физиологических групп. Среди них есть строгие и факультативные анаэробы, хемотро- фы и фототрофы, азотфиксаторы и метилотрофы. Во всех случаях использование водорода связано с участием ферментов — гидрогеназ, которые у разных микроорганизмов различаются. Субстратами, с которыми связывается водород, могут быть такие, как кислород, окислы азота, молекулярный азот, сульфаты, углекислота и органические соединения. Часть из образуемых продуктов в большом количестве может накапливаться в среде. Наибольшее значение имеют водородные бактерии, синтезирующие белок из С02 за счет энергии окисления водорода. Это хемолитоавтотрофные микроорганизмы, широко распространенные в почвах. Они представляют единую физиологическую группу, довольно разнообразную в отношении составляющих ее таксонов. Все водородные бактерии разделяются на грамотрицательные гидрогеномонады и грамположительные коринеподобные бактерии. Благодаря тому что водородные бактерии «работают» на дешевом сырье, они перспективны для использования в качестве продуцентов белка и для биорегенерации воздуха в замкнутых системах, где водород можно получать электролизом воды. В почвенных средах водородные бактерии окисляют водород, поступающий .от первичных анаэробов, сбраживающих органические вещества в анаэробной зоне. Таким образом, аэробные водородные бактерии удаляют водород, пользуясь кислородом как акцептором электронов, т. е. выполняя в аэробной зоне ту же функцию, что и вторичные анаэробы, которые переводят водород в сероводород и метан в анаэробной зоне. Образование метана из углекислоты и водорода — одно из важных звеньев круговорота углерода.
На основе межвидового переноса водорода за счет его образования и потребления в природных экосистемах складываются прочные микробные ассоциации, членов которых иногда трудно получить в виде чистых культур. Таковы многие ассоциации с участием метаногенных бактерий, целлюлозосбраживающих, азотфиксаторов. Деятельность такого рода ассоциаций обеспечивает активное протекание многих сложных процессов в природе, например, анаэробное разложение целлюлозы, пектина, ароматических соединений. Водород в этих процессах выступает как ключевой метаболит, связывающий в одну систему работу многих микроорганизмов. 
<< | >>
Источник: И. П. БАБЬЕВА, Г. М. ЗЕНОВА. Биология почв. 1983

Еще по теме ОБРАЗОВАНИЕ И ОКИСЛЕНИЕ ВОДОРОДА:

  1. ОБРАЗОВАНИЕ И ОКИСЛЕНИЕ МОЛЕКУЛЯРНОГО ВОДОРОДА
  2. Образование льда Вертикальная циркуляция и образование льда в пресной воде
  3. ВОДОРОД И КИСЛОРОД (вода)
  4. КОНЦЕНТРАЦИЯ ИОНОВ ВОДОРОДА (pH)
  5. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОДУКТОВ ПЕРЕКИСНОГО (СВОБОДНОРАДИКАЛЬНОГО) ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ  
  6. ВЛИЯНИЕ АЗОТНЫХ СОЕДИНЕНИЙ НА ОКИСЛЕНИЕ МЕТАНА ВВЕРХОВОМ БОЛОТЕ, ТВЕРСКАЯ ОБЛАСТЬ
  7. Образование Вселенной
  8. 2. Образование зуба
  9. Втотеза образования магнитных полей планет
  10. 7.5.3. Образование органов и тканей
  11. ОБРАЗОВАНИЕ И РАЗЛОЖЕНИЕ ГУМУСА
  12. ПРИЧИНЫ ОБРАЗОВАНИЯ БОЛОТ И ИХОСОБЕННОСТИ
  13. 14* Образование видов и остальных таксонов
  14. Образование льда в морской воде
  15. Образование и разложение гумуса
  16. 1.3. Втотеза образования Солнечной системы и других тел видимого Космоса
  17. Причины и скорость образования новых видов и экосистем