Minerálne biotechnológie


Exponenciálny rast spotreby kovov v poslednom storočí vedie k progresívnemu čerpaniu surovinových zásob Zeme. V súčasnosti je tento vývoj v mnohých prípadoch na hranici ekonomickej, ale aj ekologickej únosnosti a zároveň sa začína prejavovať aj obmedzenosť primárnych zdrojov niektorých surovín. Tento stav do značnej miery vyplýva z podstaty využívaných technologických postupov pri úprave a spracovaní surovín, ktoré ich zväčša nevyužívajú komplexne. Je zrejme že iba principiálne nove metódy v technológiách úpravy a spracovania surovín umožnia ich komplexne využívanie na potrebnej úrovni z ekonomického a aj ekologického hľadiska. Medzi takéto postupy možno jednoznačné zaradiť minerálne biotechnológie, ktoré umožňujú vyšší stupeň exploatácie prírodných zdrojov.

Názvom minerálne biotechnológie sa vo všeobecnosti označujú všetky technologické postupy ťažobné, úpravnícke a spracovateľské, v ktorých sa pre dosiahnutie potrebnej kvalitatívnej zmeny anorganických, ale aj organických nerastných surovín a ich odpadov, využívajú mikroorganizmy, alebo produkty ich metabolizmu. Klasicky technologicky trojzložkový systém- pevná fáza- kvapalná fáza- plynná fáza, je v tomto prípade rozšírený o štvrtú zložku- biofázu, ktorú tvoria spravidla chemolitotrofné mikroorganizmy, zriedkavejšie iba ich metabolity. Tieto mikroorganizmy zabezpečujú v prevažnej miere katalyticky účinok v oxidačných a redukčných procesoch. Na prvý pohľad sa zdá , že ide o úplné novy rozmer technologických procesov, s hlavným rysom interdisciplinarity. S týmto hodnotením možno súhlasiť iba čiastočné. V podstate takýto štvorzložkový systém začal na Zemi fungovať už približné miliardu rokov pred ľudskou činnosťou a bol, a stále vo väčšej miere je, jedným z významných článkov kolobehu prvkov v litosfére, ako súčasť biosféry. Hlavnou úlohou biogénnych procesov “in situ” je udržiavanie environmentálnej rovnováhy v smere eliminácie nežiaducich vplyvov. Možno teda konštatovať, že biotechnológie sú vlastne jedným z najstarších prírodných procesov, ale paradoxne je aj najmladších vedných odborov a odvetví priemyselnej výroby.


Z rozsiahleho súboru environmentálnych dejov, zúčastňujúcich sa prirodzeného materiálového cyklu, možno pri úprave a spracovaní surovín využiť predovšetkým procesy bioluhovania a biogenézy. Základom bioluhovacích postupov sú v prevažnej miere biooxidačné reakcie, ktoré prebiehajú na princípe priamej alebo nepriamej oxidácie.