Il Thiobacillus ferrooxidans

Il Genus Thiobacillus può essere diviso in due gruppi. Al primo di questi appartengono i microorganismi che crescono solo a valori di Ph neutro; essi sono i responsabili dell'ossidazione dello zolfo elementare secondo la reazione:

Tale processo libera 236 Kcal di energia. C'è un apparente disparità nello stile di vita di questi organismi. Appare molto strano, infatti, il fatto che essi producano acido solforico, ma la tempo stesso lo trovino tossico. E' anche vero che alcuni di questi organismi, crescendo a valori bassi di pH, possono utilizzare il Fe2+ come elettrone donatore. All'altro gruppo appartengono i microorganismi che crescono in range di pH variable [13]. I cinque membri più rappresentativi della specie Thiobacillus sono: Thiobacillus thioparus, Thiobacillus denitrificans, Thiobacillus thiooxidans, Thiobacillus intermedius, e Thiobacillus ferrooxidans.

Il Thiobacillus thioparus intervene nella seguente reazione:

Il Thiobacillus denitrificans si differenzia per il fatto che può utilizzare NO3 invece di O2. Questa denitrificazione è mostrata nella seguente reazione chimica:

Il Thiobacillus thiooxidans vive in una range di crescita più acido (tra 2 e 5). E' inoltre strettamente aerobico ed è dotato di motilità.

Il Thiobacillus intermedius vive tra range di pH da 3 a 7. La sua crescita è dovuta a S2O32-, che funge da elettrone donatore, ed è stimolata dalla presenza di materia organica.

Infine c'è il Thiobacillus ferrooxidans che è di natura aerobica e vive in un range di Ph compreso tra 1, 5 e 5. Il Thiobacillus ferrooxidans ottiene al sua energia sia dall'ossidazione del ferro che dello zolfo, in accordo con le seguenti reazioni [14]:

E’ interessante il fenomeno delle “mine tailings” piritiche (grandi mucchi di rocce residue) che assorbono i drenaggi acidi della miniera originata in gran parte dal metabolismo del Thiobacillus ferroxidans [15]. Le reazioni (5) e (6) che seguono sono catalizzate dal batterio (sono quelle che aumentano la velocità dei processi chimici nelle “mine tailings”); i prodotti che derivano dalle razioni bio-catalizzate (5) e (6) contribuiscono alla reazione (7) che è abiotica [17]:

 

Nella tabella seguente vengono riportate le caratteristiche del micoroorganismo che più possono interessare per il processo della biolisciviazione [16].

*Il Thiobacillus ferroxidans è generalemente assunto come aerobico, ma sotto condizioni anaerobiche, può essere cresciuto sullo zolfo elementare utilizzando uno ione ferrico come elettrone accettatore, come accade nella seguente reazione [17]:

Questi risultati indicano che il microorganismo può essere facoltativamente definito anaerobico (si pensi che nei processi di biolisciviazione le condizioni aerobiche sono spesso inesistenti).

**Il Thiobacillus ferrooxidans può ottenere energia anche dall’ossidazione del Cu + e Se 2- e dall’ossidazione di tetraioni, idrogeno molecolare, acido formico, composti dell’antimonio, dell’uranio e del molibdeno [20].

Recentemente è stato dimostrato che il Thiobacillus ferroxidans può essere utilizzato per depurare le acque acide della miniera; attraverso un sistema “constructed wetlands” (che sfrutta anche altri organismi come microbi, alghe, funghi e piante) è possibile filtrare l’acqua della miniera prima che questa sia rimessa in circolo nell’ambiente [15,18,19].