Однако "метод энергии атомизации" при рассмотрении стабильности субстрата пригоден только для первого приближения к оценке его устойчивости и для сопоставления в пределах одного класса, характеризующегося спецификой ионности/ковалентности связей. Так, сульфиды (табл. 40) характеризуются изменением Еm от 1,5 до 10 кДж/г, а у главнейших силикатов границы устойчивости перемещаются в пределах 25- 35 кДж/г. Любопытно, что довольно инертные смолы и воски имеют Еm около 80 кДж/г, а кислород, СО2 и вода - соответственно 1, 37 и 54 кДж/г.
Экспериментальные исследования биокосных систем, действительно, свидетельствуют о более удовлетворительном контроле посредством Еm, когда эти минералы принадлежат к одному кристаллохимическому классу, но имеют некоторые "связевые" контрасты. Примером может быть уже рассмотренный ряд никелевых сульфидов: полидимит - миллерит - пентландит, в котором слева направо возрастает бактериальное извлечение Ni, т.е. снижается устойчивость, и в этом же направлении постепенно уменьшается величина Еm минералов. В другом ряду слоистых силикатов, охарактеризованном бактериальным выщелачиванием SiO2, монтмориллонит (6)-каолинит (12)-мусковит (15)-шамозит (35), изменение стабильности в единицах Еm оказалось соответственным 37-34-30-28.
Однако при резком возрастании значения тонких деталей реального состояния индивидов (зонное строение, упорядочение, блочность, дефектность и мн. др.) прогноз устойчивости минерала в биокосном взаимодействии с помощью Еm становится невозможным. К примеру, для четырех проб детально изученного монтмориллонита количество извлеченного SiO2 в одинаковых условиях эксперимента колебалось в пределах 2-4%, а для шести проб каолинита - соответственно от 12 до 27%, что связано с конституционными различиями минеральных индивидов. И хотя по величине Еm каолинит менее устойчив, чем монтмориллонит, обработанные бактериями образцы того и другого силиката образовали смешанный ряд устойчивости.
В биогеотехнологической практике переработки сульфидных руд приемлемые прогнозы по устойчивости минералов могут быть также получены путем использования экспериментальных данных измерения ЭП сульфидов. Метод ЭП привлекателен тем, что измерение ЭП происходит непосредственно на образцах, предназначенных для биодеструкции, и в растворах с функционирующими бактериями. В величине ЭП в определенной мере "заложены" электрические, полупроводниковые и топологические особенности проб. Электродный потенциал, отражая работу "выхода электронов" из структуры сульфида, т.е. кислотно-основные (донорно-акцепторные) свойства минерального субстрата, характеризует в то же время не только субстрат, но и взаимодействующую с ним среду (раствор). Возможности метода ЭП при исследовании сульфидов рассмотрены в специальной работе (Яхонтова, Грудев, 1987).
Накопленный опыт показывает, что сульфиды с дырочной полупроводимостью (p-тип) и, следовательно, с более широкой запрещенной зоной в бактериальных средах устойчивее. Их ЭП заметно выше по сравнению с электронными аналогами (n-тип). Так, в сернокислом растворе с рН 3 ЭП пирита р- и n-типа различаются существенно (0,6 и 0,45 В).
С помощью измеренных ЭП пробы сульфидов могут быть размещены в ряды, прогнозирующих их относительную устойчивость в биокосном взаимодействии. К примеру, в рассмотренной группе никелевых сульфидов (табл. 43) бактериальное извлечение Ni, как и в других случаях, контролировали закономерно меняющиеся величины ЭП минералов.
И все-таки наиболее надежный прогноз стабильности сульфидов в биокосном взаимодействии может быть получен с помощью комплекса электрофизических характеристик этих минералов (тип полупроводимости, концентрация носителей, их подвижность, величины электрохимического потенциала), которые можно получить экспериментально. В табл. 49 приведены результаты такого исследования шести мономинеральных проб арсенопирита n-типа, подвергнутых обработке тионовыми бактериями. Согласно этим данным, устойчивость сульфоарсенида определяется прямой зависимостью от концентрации электронов (n) и электрохимического потенциала ( ) и обратной - от подвижности электронов (Un). Иначе, устойчивость минерала выше, чем больше n и и меньше Un (Яхонтова и др., 1991а).
Существует еще один метод выражения устойчивости минерального субстрата, участвующего в биокосном взаимодействии, - это расчетный метод ЭхП, позволяющий с учетом химического состава минералов практически всех классов ранжировать их по кислотно-основным свойствам. Возможности метода ЭхП имеют те же ограничения, что и использование энергии атомизации. Наибольший успех его применения возможен для проб, характеризующих минеральный вид с существенными вариациями химического состава. Основное значение этого метода сводится к получению первой ориентировочной оценки устойчивости.