Золотой цикл - Gold cycle
Золота цикла является биогеохимическая езда на велосипеде из золота через литосферы , гидросферы , атмосферы и биосферы . Золото - благородный переходный металл, который очень подвижен в окружающей среде и подвержен биогеохимическим циклам, главным образом под действием микроорганизмов. Золото подвергается процессам солюбилизации, стабилизации, биовосстановления, биоминерализации , агрегации и использования лигандов на протяжении всего своего цикла. На эти процессы влияют различные популяции микробов и круговорот других элементов, таких как углерод, азот и сера. Золото существует в нескольких формах в окружающей среде на поверхности Земли, включая Au (I / III) -комплексы, наночастицы и частицы россыпного золота (самородки и зерна). Биогеохимический цикл золота очень сложен и тесно связан с круговоротом других металлов, включая серебро, медь, железо, марганец, мышьяк и ртуть. Золото играет важную роль в области биотехнологий для таких приложений, как разведка полезных ископаемых, переработка и восстановление, разработка биосенсоров и систем доставки лекарств, промышленных катализаторов, а также для извлечения золота из электронных отходов.
Литосфера
| Часть серии по |
| Биогеохимические циклы |
|---|
 |
Литосфера - это доминирующий резервуар золота, который, по оценкам, составляет 2,6x10 13 Mg. Сегодня золото существует в основном в виде электрума , в отложениях твердых пород, таких как теллуриды , и в виде частиц в россыпях земной коры. Циклирование золота начинается с микробного выветривания золотосодержащих пород и минералов, которое мобилизует золото в окружающей среде за счет выделения элементарного золота и солюбилизации. Витватерсранд месторождения золота хозяина около 30% мировых запасов золота, большая часть которого , непосредственно связанных с органическим углеродом , полученного из микробных матов. Золотая руда добывается во многих странах, включая Японию, Индию, Испанию, Югославию, Южную Африку, Австралию, Соединенные Штаты Америки, Канаду, Колумбию, Мексику и Бразилию.
Океан
Водохранилище океана содержит приблизительно 5,6х10 9 Мг золота, а концентрация золота в океане составляет около 4 нг Au / л с более высокими значениями в некоторых прибрежных водах. Ионы Au (I / III) и Au (0) -коллоиды нестабильны в поверхностных условиях в водных растворах и обычно образуют лигандные комплексы с веществами, выделяемыми микроорганизмами. Подобно серебру и ртути, эти мобильные комплексы Au (I / III) токсичны по своей природе. Некоторые бактерии, которые живут в биопленках на поверхности частиц россыпного золота, борются с этой токсичностью, осаждая комплексы Au (I / III), которые приводят к биоминерализации золота. Другие археи, железоредуцирующие бактерии и некоторые сульфатредуцирующие бактерии разработали методы регулирования и детоксикации окружающей среды, когда ионы Au (III) присутствуют на токсичных уровнях. Окисляющие железо и серу лито-автотрофные бактерии разрушают содержащие золото сульфидные минералы, высвобождая золото в виде частиц сплава или комплексов Au (I) -тиосульфата. В конечном итоге наночастицы золота, высвобождаемые в результате этих процессов, претерпевают трансформацию, рассеиваются в океанах или накапливаются в отложениях.
Атмосфера
Атмосфера - это самый маленький резервуар золота, который, по оценкам, составляет 370 Mg. Наиболее летучими соединениями золота являются Au 2 Cl 6 , который может встречаться в вулканических газах, и AuF 3 .
Влияние и взаимодействие других биогеохимических циклов
На биогеохимический цикл золота влияют циклы углерода, азота, серы и железа. При разложении органического углерода в бескислородных условиях образуется широкий спектр органических промежуточных продуктов, например, органических кислот, которые являются важными детерминантами подвижности золота. На ключевые микробные процессы в круговороте азота может влиять золото, и наоборот; например, автотрофные денитрифицирующие бактерии могут дестабилизировать комплексы Au и могут играть роль в циклическом образовании золота. В целом, вероятно, что на подвижность золота, процессы биоминерализации и рудообразования влияют химически активные азотсодержащие соединения. Золото обычно входит в состав сульфидов железа и адсорбируется осадками оксигидроксида Fe (III); окисление золотосодержащего пирита может приводить к мобилизации растворимых комплексов золота.
Древняя Земля
На протяжении всей истории Земли взаимодействие золота, микроорганизмов и физико-химических условий, таких как pH и окислительно-восстановительный потенциал, приводило к агрегации частиц золота с образованием зерен и самородков. Цианобактерии в мелководных поверхностных водах на ранней бескислородной Земле накапливали комплексы золота, растворенные в воде, и геохимическое моделирование показывает, что растворимость золота в древних водоемах была намного выше, чем сегодня. Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что на ранней Земле экстремофилы, восстанавливающие Fe (III), и сульфатредуцирующие бактерии, возможно, внесли свой вклад в формирование золотоносных отложений.
Смотрите также
использованная литература
- ^ a b c d e Bowen, HJM (1985), Bowen, HJM; Frevert, T .; Грант, WD; Кратц, Г. (ред.), «Циклы меди, серебра и золота» , Природная среда и биогеохимические циклы , Справочник по химии окружающей среды, Берлин, Гейдельберг: Springer, 1 / 1D, стр. 1-27, DOI : 10.1007 / 978-3-540-39209-5_1 , ISBN 978-3-540-39209-5, получено 21.03.2021
- ^ Б с д е е г ч я J к л м п о р Саньял, SK; Шустер, Дж; Рейт, Ф (2019). «Круговорот биогенных элементов запускает биогеохимический круговорот золота» . Обзоры наук о Земле . 190 : 131–147. Bibcode : 2019ESRv..190..131S . DOI : 10.1016 / j.earscirev.2018.12.010 . ЛВП : 2440/124335 . ISSN 0012-8252 .
- ^ a b c d e Саутэм, Гордон; Ленгке, Мэгги Ф .; Fairbrother, Lintern; Райт, Фрэнк (2009). «Биогеохимия золота» . Элементы . 5 (5): 303–307. DOI : 10.2113 / gselements.5.5.303 . ISSN 1811-5209 .