Биошаймалау

Биошаймалау (микроағзалар арқылы пайдалы қазбаларды өндіру) - кендер мен басқа қатты материалдардан металдарды бөліп алуда прокариоттар мен саңырауқұлақтарды қолдану әдісі. Аталған ағзалардан бөлінетін органикалық қосылыстар қоршаған ортадан металдарды шаймалап, жасушасына сіңіртеді. Бактериаларда осы қабілет, негізінен, жасушадағы электрондарды реттеу үшін эволюция нәтижесінде пайда болған.

Кейбір микробтар темір (Fe), мыс (Cu), мырыш (Zn) және алтын (Au) тұрақты заттарымен қатар, уран (U), торий (Th) тұрақсыз атомдарды іске асыра алады.

Биошаймалау технологиясының арқасында қазіргі таңда шикізат өндіруші компаниялар металдарды ортасынан шығарып алу үшін ірі бактериялар хемостаттарын тұрғыза алады, ал бұл микробтар мәдениеттерінің кеспектерінен нарыққа лайық, сатуға жарамды металдық қосылыстар алынады.

Биоөндіріс дәстүрлі металдар шаймалау тәсілдерімен салыстырғанда экологиялық таза боп келеді. Пайдалы қазбалар өндірісі көптеген ластағыш заттарды, олардың қатарында жылыжай эффектісін туғызатын SO2, NO, N2O, NO2 ауа поллютанттарды, шығарса, биошаймалаудан бөлінетін химикаттарға тек табиғи, бактериялардың ас қорыту нәтижесіндегі бөлінетін газдар жатады.

Прокариоттардың металдарды колдануы тек 20 ғасырдың ортасына қарай ашылған.

Тарихы

Алғашқы танылған биошаймалау жүйесі 1951 жылы, Кеннет Темпл биология ғылымдарының докторы Acidithiobacillus ferrooxidans бактериясының популяциясының темір,  мыс және магнийге бай орталарда қарқынды нығайуын байқағанда шығарылған. Ол A.ferrooxidans тың қозғалғыштығы мен өсу жылдамдығы деңгейінің темір концентрациясының артуымен жоғарлауын ашқан. Бактерияның екінші реттік өнімі ортаны қышқылдыққа айналдырса да, өсімі тоқтатылмаған.

Кеннет Темплдің эксперименті бактериялардың металдарды сезіп, жасушада қолданысқа ала алатынына көз ашқан. Бұл жаңалық заманауи биошаймалаудың жүйелі дамуына әкелді. Осы жүйе биоремедиацияда, биогидрометаллургияда немесе тіпті металдардың өндіруін саудалық мақсатта қолданыла алады.

Саңырауқұлақтардың осы қасиетке ие болуы кейінірек ашылды.

Заманауи тәсілдер

Биошаймалауды қазіргі таңда көбінесе алтын өндірісінде қолданады. Табиғатта алтын жиі күшән(мышьяк) және пиритпен косылыстарында кездеседі. Микробтар арқылы өндірудің іс жүзінде A. ferrooxidans арсенопиритті солюбилизациядан өткізіп, нәтижесінде таза алтынды береді: 2FeAsS[Au] + 7O₂ + 2H₂O + H₂SO₄ → Fe(SO₄)₃ + 2H₃AsO₄ + [Au].

Осы тәсілдің арқасында тіпті кенеусіз кендерді өңдеу табысты салаға айнала алады. Ал биогидрометаллургия дамыған елдердің арасында соңғы жылдардың трендіне айналды.

Биошаймалау технологиясы әсіресе Австралия, Оңтүстік Америка және Бразилия мемлекеттерінде қарқынды түрде дамуда.