Kan farvekodede bakterier hjælpe med at få øje på olieudslip?

Under et olieudslip, flydende råolie frigives til miljøet, og det sorte klæbrige stof dækker alt, hvad det rører ved:jord, vand og dyreliv. Mellem 1970 og 2007, næsten 6, 062, 712 tons (5,5 millioner tons) olie blev spildt i hændelser rundt om i verden [kilde:The International Tanker Owners Pollution Federation]. Omkostningerne forbundet med hver oprydning påvirkes af en kombination af tre faktorer:placeringen af ​​hændelsen, den type olie, der spildes, og mængden af ​​olie, der spildes. Oprydningsrespons og strategi er også baseret på disse faktorer. Standard reaktion på olieudslip omfatter oprydningsudstyr og teknikker bestående af mekanisk indeslutning (f.eks. Bomme, barrierer og skimmere), kemiske og biologiske metoder (herunder dispergeringsmidler til nedbrydning af olien), fysiske metoder (såsom højtryksrensning) og skræmmetaktikker for at holde dyrelivet på en sikker afstand.

Brug af teknikker som dispergeringsmidler eller mekanisk genvinding til at fjerne et offshore -spild koster i gennemsnit $ 7, 350 pr. Ton olie. Oprydningsomkostninger ved strandspild springer til et gennemsnit på $ 147, 000 til $ 294, 000 pr. Ton på grund af de yderligere skader på kysten [kilde:Etkin]. Fordi udstyr skal bringes til hændelsesstedet, almindeligt fløjet ind, fjernspild kan undertiden give logistiske problemer.

I øjeblikket mekanisk indeslutning er den mest populære metode til genopretning i USA, men det er kun i stand til at rense omkring 10 til 15 procent af et spild [kilde:Europa -Kommissionen, GD for miljøet]. Mikrobiologer indvarsler en miljøvenlig teknik:bioremediering gennem biologiske afhjælpende midler. Bioremediering behandler forurenende stoffer (f.eks. et olieudslip eller forurenet grundvand) med bakterier, der er bioingeniør for at nedbryde forurenende stoffer. Læg dertil bioluminescens og farvekodning, og du får bakterier, der ikke kun spiser olie, men også hjælper med at advare os om tilstedeværelsen af ​​olieudslip og andre miljøforurenende stoffer, der siver ud fra rør eller lagertanke i vand eller jord.

Bakterielle bioluminescerende biosensorer

Bioluminescens er et synligt lys, der udsendes fra en levende organisme, såsom lyset fra en ildflue eller vandmænd. De bioingeniørbakterier, der bruges som biomedicinske behandlingsmidler, er encellede organismer, der ikke lyser naturligt, men ændres af forskere til at gøre det. De ændrede bakterier bærer hver en reporterprotein og en sensor.

Lad os starte med betydningen af ​​reporterproteinet. Bioluminescens er en kemisk reaktion forårsaget af en enzymkatalyseret proces:De enzymer, der producerer lys, kaldes luciferin , og dem, der er katalysatoren, kaldes luciferase . Reporteren er ansvarlig for denne enzymatiske aktivitet, som frigiver bioluminescens energi og giver bakterierne dens farve. Du vil dog ikke se denne bakteries blågrønne glød i havet; dets reporterprotein er synligt under et mikroskop eller med en særlig lysregistreringsenhed.

Sensoren er, hvordan bakterierne løbende kan kontrollere, om der er visse kemikalier, bestemt af forskerne, der bioingeniør organismerne. Det giver også bakterierne mulighed for at opdage koncentrationen og fordelingen af ​​forurenende stoffer, og om de spreder sig eller ej.

Bioremedicinske behandlinger er en relativt billig og let genoprettelsesmetode sammenlignet med traditionelle kemikalier og udstyr. I indledende undersøgelser, bakterier har vist sin evne til at rydde op i olieudslip hurtigere end traditionelle teknikker og reducere skader på økosystemer i processen.

Miljøer, der er rige på fosfor og nitrogen (vandopløselige gødninger, der findes i naturlige elementer som sojabønnelecithin og fugleekskrementer) tilskynder bakterierne til at trives, spise giftigt affald og efterlade kuldioxid og vand som de eneste biprodukter af deres forbrug. I et sådant miljø, Det har vist sig, at bioremedicinske behandlinger fjerner 87 procent olie inden for 18 dage [kilde:Europa -Kommissionen, GD for miljøet]. Når maden (i dette tilfælde, kulbrinter) løber tør, de bioingeniørbakterier dør.

Selvom bakterierne rapporteres at være sikre til frigivelse i det naturlige miljø på grund af deres manglende evne til at reproducere godt i det fri og deres naturlige dødscyklus, offentlige regler gør det ofte svært at bruge dem, fordi de er blevet genetisk ændret. For nu, de bakterielle midler, der bruges til at sluge olieudslip, har tendens til at være naturligt forekommende typer med smag for giftigt affald.

Bioluminescerende bakterier kan også hjælpe dig med at undgå madbåren sygdom. Kød og andre rå animalske produkter, der ikke håndteres eller koges ordentligt, giver os risiko for sygdom gennem madforurening, specifikt fra salmonellabakterier. Forskere har lavet salmonellastammer med et bioluminescerende gen, der gør det muligt at se bakterierne i realtid, når de vokser på fødevarer. Denne type billeddannelse kan føre til fremskridt inden for fødevaresikkerhedspraksis.

Masser mere information

Relaterede HowStuffWorks -artikler

• Sådan fungerer bioluminescens
• Hvordan renser du et olieudslip?
• Sådan fungerer EPA
• Sådan fungerer olieraffinering
• Sådan fungerer offshore boringer

Flere store links

• U.S. Environmental Protection Agency

Kilder

• Allard, Simon T.M. "Bioluminescerende reportergener." Promega Corporation. 2008. http://www.promega.com/enotes/features/fe0030.htm
• Andersen, Jens Bo, Arne Heydorn, Arne, Morten Hentzer, Leo Eberl, Otto Geisenberger, Bjarke Bak Christensen, Så/ren Molin, Michael Givskov. "gfp-baserede N-Acyl Homoserine-Lactone Sensorsystemer til påvisning af bakteriel kommunikation." Anvendt og miljømikrobiologi. 2001http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi? Artid =92623
• Attila, K., K. Howe, T.B. Kirkpatrick, R.W. Wills, R. Hartford-Bailey, M.L. Lawrence. "Udvikling af bioluminescerende salmonellastammer til brug i fødevaresikkerhed." BioMed Central-Mikrobiologi. Bind 8. 2008. http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi? Artid =2257966
• Browne, Malcolm W. "Forskere får bakterier til at kæmpe med olieudslip." New York Times. 1989. http://query.nytimes.com/gst/fullpage.html?res=950DEFDD1E3BF930A15756C0A96F948260
• "Farvekodede bakterier kan få øje på olieudslip eller utætte rør og lagertanke." ScienceDaily. 2008. http://www.sciencedaily.com/releases/2008/09/080910210529.htm
• "Opmuntre bakterier til at rydde op i olieudslip." Europa -Kommissionen, Miljø GD. EnvironmentalExpert.com. 2008. http://water.environmental-expert.com/resultEachPressRelease.aspx? Cid =8819 &codi =41125 &idproducttype =8
• Etkin, Dagmar Schmidt. "Estimering af omkostninger til oprydning ved olieudslip." Oliespilds efterretningsrapport. Cutter Information Corp. 1999. http://www.environmental-research.com/erc_papers/ERC_paper_1.pdf
• Gartner, John. "Olieædere slurrer spild op." Kablet. 2004. http://www.wired.com/science/discoveries/news/2004/12/66017
• "Hvordan renser du et olieudslip?" University of Delaware Sea Grant. University of Delaware. 2004. http://www.ocean.udel.edu/oilspill/cleanup.html
• Meighen, Edward A. "Bioluminescens." Kemi forklaret:Fundamenter og applikationer. http://www.chemistryexplained.com/Ar-Bo/Bioluminescence.html
• "Teknikker til behandling af olieudslip." Beredskabsstyring, U.S. Environmental Protection Agency. http://www.epa.gov/oem/content/learning/oiltech.htm
• "Statistik over olietankskibsspild:2007." International Tanker Owners Pollution Federation Ltd. 2008. http://www.itopf.com/information-services/data-and-statistics/statistics /documents/stats07_000.pdf
• Patin, Stanislav. "Oliespild." Jordens encyklopædi. 2008. http://www.eoearth.org/article/Oil_spill
• Williams, Andrew. "Forskere udvikler olieudslip og spotting af bakterier." CleanTechnica. 2008. http://cleantechnica.com/2008/10/01/scientists-develop-oil-spill-and-pollution- spotting-bacteries/