17:53 2023-03-31
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Studiu: Lumina vizibilă induce bacteriile să producă superoxid pentru oxidarea manganului
_ Studiu: Lumina vizibilă induce bacterii pentru a produce superoxid pentru oxidarea manganului
Oxizii de mangan sunt minerale reactive naturale și răspândite pe scară largă în mediile acvatice și terestre, afectând soarta metalelor (cum ar fi As3+ și Cd2+) și a poluanților organici (cum ar fi fenolii și diclofenacul) prin adsorbție și oxidare în tratarea apelor uzate. De obicei, se crede că oxizii de mangan (III/IV) din mediu sunt formați prin oxidarea Mn(II) dizolvat prin procese abiotice sau biotice.
Oxidarea apei Mn(II) de oxigenul dizolvat este favorizat termodinamic, dar cinetica este lentă datorită barierei energetice mari a reacției de la Mn(II) dizolvați la oxizii Mn(III/IV). Prezența microorganismelor accelerează viteza de oxidare, care este cu 4-5 ordine de mărime mai rapidă decât rata oxidării chimice abiotice, prin urmare este considerată sursa inițială de oxizi de mangan din mediu.
Bacterii capabile de catalizarea oxidării ionilor de Mn(II) dizolvați la oxizi de Mn(III/IV) nedizolvați se numesc de obicei bacterii oxidante de mangan. Oxidarea bacteriană a ionilor de Mn(II) este împărțită în moduri directe și indirecte, iar procesul catalizat de enzimele de pe suprafața microorganismelor se numește oxidare directă. Pentru căile indirecte, unele bacterii își pot schimba condițiile de mediu înconjurătoare pentru oxidarea Mn(II) (de exemplu, pH-ul și Eh).
S-a demonstrat că clada Roseobacter oxidează Mn(II) prin producerea de oxigen reactiv extracelular specii în studii recente. Alte clade de bacterii au procese similare de oxidare a Mn(II) cu Roseobacter? Este oxidarea Mn(II) strâns legată de procesul fiziologic al bacteriilor?
Pentru a răspunde la aceste întrebări, prof. Feng Zhao de la Academia Chineză de Științe și membrii echipei sale au explorat procesul de oxidare microbiană a manganului sub lumină vizibilă. prin utilizarea microorganismelor de apă de mare de suprafață de coastă. S-a analizat relația dintre transformarea Mn(II) solubili în oxizi de Mn(III/IV) insolubili de către microorganisme și rolul fiziologic. Acest studiu este publicat în Frontiers of Environmental Science & Engineering în 2023.
În acest studiu, echipa de cercetare a descoperit că lumina vizibilă promovează foarte mult rata de oxidare a Mn(II), iar rata medie ajunge la 64 μmol/ (L·d). Oxizii de mangan generați au fost apoi propice oxidării Mn(II), astfel că oxidarea rapidă a manganului a fost rezultatul acțiunii combinate a bioticului și abioticului, iar funcția biologică reprezintă 88 % ± 4 %.
Extracelulară. superoxidul produs de microorganisme induse de lumina vizibilă este factorul decisiv pentru oxidarea rapidă a manganului în studiul nostru. Dar producerea acestor superoxizi nu necesită prezența ionilor de Mn(II), procesul de oxidare a Mn(II) a fost mai mult ca o reacție secundară neintenționată, care nu a afectat creșterea microorganismelor.
Mai mult peste 70% dintre microorganismele heterotrofe din natură sunt capabile să producă superoxid, pe baza proprietăților oxidante ale radicalilor liberi, toate aceste bacterii pot participa la ciclul geochimic al manganului. În plus, calea de oxidare a superoxidului ar putea fi o sursă naturală semnificativă de oxid de mangan.
Acest studiu a relevat o cale esențială pentru oxidarea bacteriană a manganului. Bacteriile heterotrofe produc superoxid sub iradierea cu lumină vizibilă și oxidează ionii de Mn(II) în mediul înconjurător, care este principala sursă de oxizi de mangan. Oxizii de Mn(III/IV) biogenerați pot, de asemenea, oxida ionii de Mn(II) indirect prin reacții abiotice sub iluminare luminoasă.
Multe bacterii din mediu care produc superoxid în mod activ sau pasiv pot, de asemenea, oxida Mn(II) în acest fel, sugerând că calea de oxidare a manganului prin superoxid este un comportament comun în mediu. Având în vedere proprietățile de oxidare și proprietățile semiconductoare ale oxizilor de mangan, această cercetare va oferi noi idei pentru tratarea poluării mediului.
Comentarii:
Adauga Comentariu