Бактерии, прикрепленные к биоуглю, могут помочь удержать печально известные «вечные химикаты» от попадания в водоемы

Полихлорированные бифенилы (ПХБ), класс огнестойких промышленных химикатов, широко использовались в трансформаторах, маслах, красках и даже строительных материалах на протяжении всего XX века. Однако, после того как ученые выяснили, что ПХБ накапливаются в окружающей среде и представляют риск развития рака у людей, их новое производство было запрещено в конце 1970-х годов, хотя так называемые унаследованные ПХБ остаются в использовании. К сожалению, запрет не означает исчезновения. ПХБ остаются в окружающей среде по сей день, так как считаются классом «вечных химикатов», которые прикрепляются к частицам почвы и осадка, оседающим на дне водоемов, и не разлагаются легко из-за своей инертности.

Исследователи из Университета Айовы работают над методом предотвращения попадания ПХБ в воздух с помощью бактерий, способных разлагать эти соединения непосредственно на загрязненных участках, без необходимости удаления и утилизации осадка.

Бактерии и биоуголь: комбинированный подход

Ученые используют бактериальный штамм Paraburkholderia xenovorans LB400, один из наиболее известных аэробных бактерий, разлагающих ПХБ, способный работать как в пресноводных, так и в морских отложениях. Однако LB400 не может долго выживать в большинстве загрязненных сред. Для решения этой проблемы исследователи разрабатывают систему доставки, прикрепляя бактерии к поверхности биоугля — материала, похожего на древесный уголь, получаемого пиролизом растительного сырья.

Комбинация биоугля и бактерий представляет собой эффективный метод: биоуголь обеспечивает безопасную среду обитания для бактерий и адсорбирует ПХБ из осадка, приближая их к бактериям на своей поверхности для последующего разложения. Лабораторные тесты показали, что лучше всего с бактериями работает биоуголь из зерен кукурузы — стабильного и широкодоступного ресурса.

Защита бактерий и перспективы применения

Для дальнейшей защиты бактерий, прикрепленных к биоуглю, исследовательская группа работает над их окружением защитным пористым «золь-гелем», который пропускает загрязнители, но блокирует токсины, угрожающие LB400, а также помогает удерживать бактерии при сильных течениях. Это может продлить срок службы бактерий и сделать метод более рентабельным.

Перед масштабным применением метода необходимо решить две ключевые задачи: определить оптимальное количество биоугля для внесения и протестировать гипотезу в полевых условиях. Исследователи надеются, что комбинированное использование бактерий и биоугля из кукурузы однажды позволит сообществам существовать в мире, свободном от ПХБ.