Вокруг Света - Журнал «Вокруг Света» №08 за 1972 год
По подсчетам, изготовление пищи из отходов, минуя животноводство, позволит увеличить производство белка сразу в пять раз.
Микробы — это рудокопы и санитары будущего
Микроорганизмы — сила поистине геологическая. На дне Мирового океана океанологи обнаружили колоссальные скопления железомарганцевых конкреций микробиологического происхождения. Все важнейшие мировые месторождения железа, по мнению ряда ученых, имеют бактериальную основу. Велико участие микробов также в образовании нефти и газа. Ну а коль эти бесконечно малые существа ведут такую титаническую геологическую деятельность в масштабах нашей планеты, то их, естественно, нужно заставить работать на человека не только в химической, пищевой, фармацевтической промышленности, в сельском хозяйстве, но и в горнорудной и металлургической индустрии.
В раздумьях на тему, что будет делать человечество, когда кончатся запасы серы, исписано немало чернил, но выход нашелся совершенно неожиданно. Ученым было известно, что арабы, живущие у озера Айнез-Зауя в Северной Африке, много лет добывают на его берегах серу. Но ее запасы не иссякают! Та же картина наблюдается и на озере Серном Куйбышевской области, в котором еще при Петре I добывали серу для производства пороха. Чтобы постичь тайну возобновления серы, ученые построили миниатюрную модель африканского озера и поставили ряд опытов: в обычную колбу засыпали гипс и сульфат натрия, затем в этот же сосуд поселили сульфатредуцирующих и так называемых пурпурных бактерий. Первые образовали из исходных веществ сероводород, а вторые переводили его в серу. Модель работала ничем не хуже своего гигантского прототипа: на стенках и дне колбы выпадал осадок серы!
Позвольте, может сказать читатель. Одно дело осаждение серы в естественных водоемах, другое — получение ее в стеклянной колбе. Хватит ли сил у микробов, чтобы поставить такое дело на индустриальную ногу? Это ведь не производство пенициллина. Речь тут идет о сотнях тысяч и миллионах тонн! Но не будем спешить о выводами. Обратимся к расчетам ученых. А они показывают, что, если воспроизвести условия лабораторных экспериментов в озере глубиной 5 метров и площадью один квадратный километр, то за сто дней серобактерии выработали бы от 100 до 500 тысяч тонн серы! Как видите, эти цифры довольно убедительно говорят о высокой «производительности труда» рабочих-невидимок. Значит, все дело в том, чтобы создать микробам подходящие условия, и тогда они будут работать лучше любых титанов. Такие условия не так уж трудно найти или создать. Английские ученые Батлин и Посгейт предложили, например, «заразить» серобактериями некоторые озера Африки и Австралии, чтобы превратить их в подобие озера Айнез-Зауя. Не менее подходящей, а главное — дешевой средой для «прокормления» созидателей залежей серы могут стать сточные воды. Здесь можно получить двойной выигрыш: микробы будут, вырабатывать серу и одновременно уничтожать городские отбросы.
На протяжении всей геологической истории микроорганизмы были главными «санитарами» планеты. Но сейчас процессы самоочищения уже не могут справиться с обилием индустриальной грязи, с новыми для природы химическими веществами. Но полностью ли иссякли потенциальные возможности мира простейших, невидимых глазом существ? Нельзя ли мобилизовать резервы самой жизни, чтобы справиться с очисткой планеты?
К счастью, как выяснилось, микробы и здесь могут прийти к нам на выручку. Вот один из самых тяжелых случаев — осевшие в почве ядохимикаты. У нас нет способов удаления таких веществ, а природе они, как правило, чужды, следовательно, и в природе трудно найти силы, которые бы их нейтрализовали. Трудно, но все-таки можно.
Удалось установить, что почвенные микробы способны перестраивать обмен веществ в своем крошечном организме так, что даже неизвестные природе синтетические вещества разлагаются и перерабатываются. Это отрадная новость. Сейчас в ряде стран ведутся микробиологические исследования по разложению ядохимикатов в почве, по выведению наиболее активных культур микробов, которые вызывают такое разложение.
Нашлись среди микробов и «специалисты-санитары» по очистке воздуха. Так, в Японии, например, недавно открыто вещество бактериального происхождения, позволяющее уменьшить загрязнение воздуха выхлопными газами.
Из всех бытовых отходов больше всего хлопот доставляют пластмассы: сами они почти не разлагаются, а уничтожить их нелегко.
И тут ученые вынуждены были обратиться за помощью к микроорганизмам. Не так давно из Англии пришла обнадеживающая новость. Удалось вырастить четыре вида микроорганизмов, превращающих полихлорвиниловые пленки в углерод. Сотрудники Техасского (США) микробиологического института вывели породу микроорганизмов, с ненасытным аппетитом пожирающих почти любую пластмассу. Ученые надеются, что эти бактерии наконец решат проблему городских свалок, забитых «вечными» пластмассовыми пакетами и другими синтетическими изделиями. Оригинальный метод уничтожения пластмассовой тары разрабатывают шведские ученые. Они выводят специальные бактерии, которые будут «вводиться» в пластмассу при ее изготовлении. Некоторое время бактерии должны находиться в состоянии покоя, а когда тара будет выброшена, они активизируются и разрушат пластмассу!
Сильнейшей загрязнитель воды — нефть. Опасность уже нависла над морями и океанами — и снова помочь нам тут могут микробы. Советские ученые нашли 37 видов своеобразных пожирателей нефти. Их переселили в лаборатории, где они стали успешно размножаться на «диете» из мазута, нефти и солярового масла. Вскоре их пошлют на нефтеналивные суда, где они под наблюдением специалистов будут чистить танки. Сходные работы ведутся в США.
Вернемся, однако, к добытчикам руды. Как видим, трудно найти вещества — будь то естественные или искусственные, которые противостояли бы тем или иным видам микроорганизмов. «Неприступной крепостью» в этом смысле до недавнего времени казалось золото. Казалось совершенно невероятным, что на золото могут воздействовать какие-то там бактерии. Но невероятное стало фактом.
В Сенегале на берегу реки Ивары есть золотоносный холм Ити. Месторождение это промышленного значения не имеет, так как размер частиц самородного золота не превышает микрона и концентрация его чрезвычайно низка. Лишь местные старатели, затрачивая массу сил и времени, стоически продолжают копать и промывать землю, получая в награду за свой поистине сизифов труд мизерные пылинки желтого металла. Казалось бы, за многие десятилетия хотя и кустарной разработки тощие запасы золотоносной породы должны были бы иссякнуть. Но не тут-то было! Впечатление создавалось такое, будто кто-то все время пополняет запасы золота. Как в серных озерах...
«Безумную гипотезу», что запасы рудной зоны пополняют особые микробы, которые, каким-то образом растворяя золото, концентрируют его в породе, высказал директор Бюро геологических изысканий и шахт в Дакаре Р. Мартинэ. Были поставлены опыты — и они подтвердили гипотезу!
Правда, до сих пор не очень ясно, как именно микробы воздействуют на золото. Но сам способ уже запатентован. Если эксперименты в промышленных масштабах оправдают надежды лабораторных опытов, то горнодобытчики, понятно, не будут ждать разгадки секрета — они просто начнут использовать микробов на золотых приисках.
После этого вряд ли кого удивят многочисленные сообщения о том, что микроорганизмы, как у нас, так и за рубежом, уже «зачислены в горняки». В Онтарио (Канада) бактериальным способом получают ежемесячно более пяти тонн окиси урана. Подобным способом добывают сейчас уже медь, железо, марганец, цинк, молибден, хром и некоторые другие металлы.
Особенно важно, что, например, в опытах на Дегтярском руднике (Урал) десятки тонн меди были получены с отработанных участков. Важно это вот почему. За четыреста суток обычного химического окисления минерала халькопирита (важнейшего промышленного источника меди) оттуда извлекается только 18 процентов металла. Бактерии за тот же срок извлекли 58 процентов. Когда же исследователи получше разобрались в том, что благоприятствует работе бактерий, а что ей мешает, то им удалось резко ускорить процесс: сейчас бактерии извлекают из халькопирита 90 процентов меди всего за 35 часов! Не фантазия и 98-процентное извлечение меди...
Беру на себя смелость утверждать, что в этих успехах кроется революционный сдвиг в добыче полезных ископаемых. Металлургам все чаще и чаще приходится иметь дело с бедными рудами, иногда на 99 процентов состоящими из пустой породы. Впереди еще более тяжелые времена, так как, судя по всему, уже в 80—90-х годах промышленность будет испытывать острую нехватку некоторых цветных металлов. Значит, придется разрабатывать совсем уж бедные руды, чья добыча сейчас давала бы чистый убыток. И еще. Как правило, в отработанных месторождениях остается от 5 до 20 процентов руды, брать которую либо невозможно, либо невыгодно. Использование бактерий меняет ситуацию. Микробиологический метод позволяет даже в рамках сегодняшнего дня с выгодой добывать металлы из очень бедных руд или с отработанных участков. Именно таким образом, например, из старых заброшенных забоев одного мексиканского рудника за год было извлечено 10 тысяч тонн меди! Там же, в Мексике, бактерии заставили добывать медь из отвалов, хотя меди содержалось в них всего 0,2 процента. Результат — 650 тонн металла в месяц.
