Поиск

Превращение марганца
20.10.2012

Марганец — микроэлемент, необходимый для развития, по-видимому, всех живых организмов. Он используется как активатор ферментов, играет роль в синтезе жирных кислот, в образовании хлорофилла, в накоплении каротина и участвует в процессе фотосинтеза зеленых растений. Недостаток доступных форм марганца в почвах вызывает у высших растений нарушение некоторых физиологических функций и заболевание, именуемое хлорозом. При избытке подвижного марганца развиваются явления токсикоза, угнетающие рост растений и жизнедеятельность некоторых групп почвенной микрофлоры.
Как химический элемент марганец обладает рядом свойств, существенно отличающих его от железа и определяющих некоторые различия в механизмах накопления данных веществ микроорганизмами. Железо принадлежит к числу наиболее распространенных в земной коре химических элементов; марганец же представляет собой микроэлемент, находящийся в рассеянном состоянии. Железо встречается в почвах в двух валентных формах: Fe2+ и Fe3+; марганец — в трех: Mn2+, Мn3 + и Мn4+. Оба элемента могут образовывать металлорганические комплексы. Однако комплексы, содержащие железо, в почвенных условиях относительно устойчивы; комплексы же марганца сильно ионизированы. Из хелатных соединений марганец может быть легко вытеснен другими катионами.
Марганец легче восстанавливается и труднее окисляется, чем железо. Выход энергии, освобождающейся при окислении двухвалентного железа, значительно выше, чем при окислении марганца. В связи с этим двухвалентное железо представляет собой энергетический материал, использование которого может обеспечить развитие соответствующих микроорганизмов с автотрофным типом обмена. Энергетическое значение марганца для микроорганизмов сомнительно, а существование в природе автотрофных марганецокисляющих микроорганизмов, аналогичных группе окисляющих железо автотрофных бактерий, неизвестно.
Наиболее подвижную форму марганца, в которой он мигрирует в почве и усваивается живыми организмами, представляет его двухвалентная форма. Mn2+ может находиться в почве как в обменном, так и в комплексном состояниях. При мобилизации марганца из труднорастворимых соединений он обычно освобождается в виде Mn2+. Трехвалентный марганец значительно более устойчив, чем двухвалентный. В то же время образованные им комплексы растворимы в воде, и не исключена возможность, что они могут усваиваться некоторыми организмами. Самой устойчивой формой марганца, в которой он накапливается в почвах, илах и подводных грунтах, является четырехвалентная его форма. В составе железомарганцевых конкреций марганец обнаруживается обычно в трех- и четырехвалентном состояниях.