Анномокс бактерии могут помочь в борьбе с цветением водорослей

Уже через десять лет водоочистительные станции будут выглядеть и функционировать иначе, чем сегодня, считает Дэниэл Ногуэра (Daniel Noguera), профессор гражданского проектирования и природообустройства из висконсинского университета в Мадисоне.

«Восстановленные ресурсы могут включать не только чистую воду и энергию, но и различные химикаты, такие как удобрения и исходные реагенты пластмасс и волокон», объясняет профессор. Предпосылками для такого является сложное семейство бактерий, процветающих на современных водоочистительных сооружениях.

Анаммоксом называется один из ключевых микробных процессов в круговороте азота. Аннамокс бактерии ответственны за формирование от 30 до 50 процентов азота в океанах. Обнаруженные лишь 30 лет тому назад, аннамокс бактерии осуществляют процесс превращения аммиака в азот в анаэробных условиях. Это особенно актуально в свете того, что традиционные очистительные сооружения превращают аммиак, являющийся ядом для рыб, в газообразный азот и нитрат. В то время как азот выпускается в атмосферу, нитрат, являющийся важным питательным материалом для растений, остается в очищенной воде. Переизбыток нитрата в водах провоцирует цветение водорослей в водоемах, что в свою очередь ведет к истощению уровня кислорода в воде и вымиранию рыб.

«Анаэробное удаление аммиака является весьма важным, поскольку около 50 процентов эксплуатационных затрат водоочистительной станции приходится на закачку кислорода в воду.», говорит Ногуэра, добавив, что часть из кислорода в традиционных очистительных станциях идет на удаление аммиака.

Ногуэра вместе со своей командой исследователей путем анализа уровней экспрессии генов выяснили, что аннамокс бактерии существуют в симбиозе с гетеротрофами, предоставляя друг другу вещества, необходимые для роста. Так, гетеротрофы получают от аннамокс бактерий органический углерод в форме нескольких особых молекул, а взамен перерабатывают азот в ту форму, которую аннамокс бактерии могут использовать для собственного роста.

Конечно, использование бактерий предъявляет особый ряд требований к очистительным сооружениям. Данные бактерии растут достаточно медленно, удваиваясь в популяции лишь каждые семь дней. Кроме того, эти микроорганизмы требуют определенный уровень кислорода и температуры, что безусловно также сказывается на сложности очистной станции нового типа.

Тем не менее, Ногуэра считает, что у очистных сооружений большое будущее. Некоторые водоочистительные сооружения уже производят больше энергии, чем им требуется для функционирования, за счет биогаза, получаемого в процессе расщепления органики. «В рамках данной эволюции, я считаю, что аннамокс реакторы скоро станут традиционным способом очистки сточных вод», считает профессор.

Laboratory Equipment