En virus kan hjælpe med at redde milliarder af gallons spildevand produceret ved fracking

Anslået 168 milliarder gallons spildevand - eller produceret vand - genereres årligt af Permian Basin fracking-industrien, ifølge en 2022-rapport fra Texas Produced Water Consortium. Den store affaldsstrøm har vist sig både vanskelig og dyr at behandle på grund af vandets kemiske kompleksitet.

I en ny undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet Water , har forskere ved University of Texas i El Paso identificeret et nyt middel til at behandle spildevandet, der genereres af olie- og gasproduktion:bakteriofager.

Ramón Antonio Sánchez, en ph.d.-kandidat inden for UTEPs kemiprogram, er den første forfatter på publikationen, der beskriver hvordan bakteriofager, vira, der ofte er meget specifikke og dødelige for en enkelt bakterieart, kan bruges som en hurtig og omkostningseffektiv metode at behandle produceret vand i industriel skala.

Sánchez sagde, at hvis arbejdet lykkes, ville det give olie- og gasindustrien et middel til at behandle, genbruge og genbruge produceret vand, snarere end den nuværende industripraksis med at bortskaffe størstedelen af ​​det producerede vand ved at injicere det i jorden efter olieefterforskning.

Forskningen fokuserer på to af de mest fremtrædende bakterier, der findes i produceret vand på tværs af olie- og gasindustrien - Pseudomonas aeruginosa og Bacillus megaterium. P. aeruginosa har evnen til at korrodere rustfrit stål og udgør en udfordring for levetiden af ​​rørledninger og anden metalbaseret infrastruktur, mens B. megaterium kan nedbryde kulbrinter - grundlaget for olie.

Sánchez blev sammen med en af ​​sine samarbejdspartnere, Zacariah Hildenbrand, Ph.D., en UTEP alun, inspireret til at bruge bakteriofager baseret på deres anvendelser i den medicinske industri, hvor de bruges til at bekæmpe infektioner forårsaget af multi-drug resistente bakterier.

"Da bakterierne er levende organismer, udviklede de over tid en resistens, i form af en mindre gennemtrængelig membran, over for traditionelle desinfektionsmidler," forklarede Sánchez.

"Men bakteriofagerne, som selv er vira, binder sig til specifikke receptorer på overfladen af ​​værtscellen og udvikler sig sammen med de bakterier, de forsøger at inficere, hvilket betyder, at enhver resistens erhvervet af bakterierne udløser modifikation af bakteriofager for at holde infektionen i gang ."

Holdets eksperimenter med bakteriofager har været effektive og har opnået inaktivering af både P. aeruginosa og B. megaterium i laboratoriemiljøer. For Sánchez vil arbejdet fortsætte i industrien, hvor hans fokus vil være på at kopiere sine laboratorieresultater ude i marken. Han vil også forsøge at udvide antallet af mikroorganismer, der kan behandles i produceret vand ved at sikre et større katalog af bakteriofager.

Teamet indrømmer, at tilgangen har sine udfordringer. Der er i øjeblikket en begrænset mængde kommercielt tilgængelige bakteriofager, hvilket er kritisk, da bakteriofager ofte er meget specifikke for en enkelt bakterieart. Der er også andre arter af bakterier i produceret vand, som skal testes.

"Efterhånden som UTEPs status og forskningsevner på landsplan fortsætter med at vokse, vokser dets evne til at tiltrække talentfulde studerende som Ramón og give dem muligheder for at udføre meningsfuldt arbejde, der har håndgribelig og enorm indflydelse," sagde Ricardo Bernal, Ph.D., en lektor i UTEP's Institut for Kemi og Biokemi og Sánchez' doktorgradsrådgiver.

"Jeg føler en stor følelse af stolthed over det arbejde Ramón har udført i sin tid her og ser frem til at se det næste skridt i hans forskning og i sidste ende, hvordan den viden, han skaber, vil forbedre livet."

Flere oplysninger: Ramon Sanchez-Rosario et al., Brug af bakteriofager til at behandle modstandsdygtige bakterier fundet i produceret vand, vand (2024). DOI:10.3390/w16060797

Leveret af University of Texas i El Paso