Bentilised mineralisatsiooniprotsessid

Hüdrolüüs

Enamik orgaanilisi aineid jõuab sette pinnale pikkade polümeeridena: proteiinid, polüsahhariidid, nukleiinhapped. Bakterid ei suuda omastada pikki polümeere. Kasutades sette poorivette eritatud ekso-ensüüme ja spetsiaalselt raku pinnal olevaid ensüüme, hüdrolüüsitakse polümeerid väiksemateks juppideks, mida bakterid on võimelised omastama.

Joonisel on kujutatud peamisi lagundamisprotsesse sette pinnal. Settiv orgaanika on peamiselt pikkade polümeeride kujul (polüsahhariidid, lipiidid, proteiinid, nukleiinhapped). Need polümeerid ei ole bakterite poolt otseselt omastatav. Esmalt tuleb pikad polümeerid lühemateks monomeerideks hüdrolüüsida (lihtsuhkrud, rasvhapped, aminohapped, nukleotiidid). Seda protsessi katalüüsivad bakterite hüdrolüütilised ensüümid.

Edasi monomeerid omastatakse bakterite poolt ning järgneb heterotroofne mineralisatsioon, mis omakorda võib olla kas aeroobne (vaba hapniku varal), või anaeroobne (kasutatakse teisi oksüdante).

Mineralisatsiooni lõpptulemuseks on anorgaanilised molekulid.

Fermentatsioon

Fermentatsioon on metabolismi protsess, kus valitseb red-ox tasakaal substraatide ja saaduste vahel. Tuntud näited on alkoholi fermentatsioon pärmi poolt

Samuti suhkru fermentatsioon laktaadiks

Süsiniku aatomeid redutseeritakse, kuid teisi elemente oksüdeeritakse ja summaarselt säilib red-ox tasakaal kahe poole vahel

Energeetiliselt on fermentatsioon väga ebaefektiivne, vabaneb ainult murdosa orgaanilise aine energiast

Samas moodustuvad väiksemad molekulid nagu atsetaat, propionaat, etc. mida bakterid on reeglina võimelised otseselt omastama ja edasi lagundama.

Fermentatsioonist palju tõhusam on oksüdatsioon -- siin lagundatakse orgaaniline aine süsihappegaasini, mis on energeetiliselt kõige madalam tase. Oksüdeerivate organismide energeetiline kasutegur aga kõige suurem. Oksüdatsioon aga vajab hapnikku -- kui seda ei ole jääb fermentatsioon pea ainsaks energia saamise viisiks, ebatõhus nagu see on.

Heterotroofia

Heterotroofne degradatsioon võib toimuda nii aeroobselt kui anaeroobselt (ilma vaba hapniku juuresoluta). Esimesel juhul kasutavad bakterid O2 ja metabolism on sama mis loomadel. Hapnik on parim oksüdant ja annab parima energeetilise tulemuse bakteritele.

Paraku on vesi üsna hapnikuvaene keskkond ja settes kaob vaba hapnik juba ülemistel millimeetritel (rannikualad), avaookeani setted on enam oksüdeeritud (cm või dm ulatuses)

Oksüdeeritud settekihi all kasutatakse teisi oksüdante - NO3-, MnOx, FeOx, SO42-, CO2

Nii aeroobse kui anaeroobse degradatsiooni käigus lagundatakse orgaaniline aine ja selle komponendid satuvad enamasti ülevalolevasse veesambasse. Tekib remineraliseerunud toitainetevaru, mis vee segunedes satub pinnakihti soodustades vetikate kasvu.

« Eelmine | Järgmine »

© 2009 Kalle Olli