Под микроорганизмами (микробами) понимаются вирусы, бактерии, грибы (в том числе и дрожжи), водоросли и простейшие животные (прото-зоологические). В биотехнологиях очистки сточных вод применяются преимущественно бактерии, в то время как при компостировании оказываются более эффективными грибы, простейшие животные и черви (М. Хенце и др., Очистка сточных вод. Биологические и химические процессы, пер. с англ., М.: Мир, 2004 г.).

К бактериям относятся одноклеточные микроорганизмы, состоящие из стенки (оболочки-мембраны из белков и жиров), протоплазмы (желеобразного коллоидного раствора белков, органических и неорганических веществ) и нуклеоида (ДНК, но в отличие от клеток высших организмов не заключённой в ядро). Первыми клетками (как живыми образованиями) были, видимо, мицеллы с участием белковых веществ (ионы, окруженные диполями). Стенка бактерии является осмотической мембраной, пропускающей только мелкие молекулы (воды, спиртов, простых кислот и солей). Так, в концентрированных растворах солей или сахара бактерия теряет воду из протоплазмы из-за явления осмоса, и её жизнедеятельность затормаживается, что используется при хранении (консервировании) пищевых продуктов в рассолах и сиропах. Спирты и кислоты проникают через стенку и переводят протоплазму из полужидкого в твёрдое состояние (белки протоплазмы сворачиваются), что используется при стерилизации объектов этиловым спиртом, фенолом (карболовой кислотой), уксусной кислотой (маринованием). Хлорная известь, хлорамин, йод, перекись водорода, мар-ганцевокислый калий, будучи сильными окислителями, разрушают активные группы белков протоплазмы. Поверхностно-активные вещества, адсор-бируясь на стенке, нарушают её проницаемость. Бактерии чувствительны также к ультрафиолетовому излучению (причём намного менее выносливы, чем грибы и дрожжи). Природа губительного действия ультрафиолетовых лучей точно не установлена до сих пор (предполагается образование озона).

В то же время имеется много факторов, способствующих развитию и размножению (делению) бактерий. В первую очередь, таким фактором является питание бактерий. Элементный состав всех микроорганизмов отличается от состава других живых существ и представлен в основном девятью элементами: углеродом, азотом, кислородом, водородом и составляющими золы (серой, фосфором, калием, магнием и железом). Именно эти элементы необходимо восстанавливать внутри бактерии в ходе обмена веществ в первую очередь. Химический состав бактерий включает воду (до 85%), разнообразные белки (до 80% от сухого остатка), минеральные соли (5-15% от сухого остатка), жиры и углеводы и другие органические вещества в небольшом количестве. Поступление питательных веществ и выделение продуктов обмена осуществляется через всю поверхность бактерии путём осмоса и диффузии. Поскольку внутри клетки содержится раствор, то вода создаёт внутри бактерии повышенное давление - бактерия оказывается «набухшей» («накачанной водой»); такое напряжённое состояние называется тургором. Если же бактерия попадает в концентрированный раствор (рассол, сироп), то происходит обратное явление: клетка обезвоживается, сморщивается, протоплазма загущается, питание прекращается, а следовательно бактерия не размножается; такое явление называется плазмолизом.

Страницы: 1 2 3 4 5