Behandling af nitrogenforurenet sediment ved hjælp af marine anammoxbakterier

Arbejder på en måde til at afhjælpe eutrofiering i kystnære farvande, et forskningssamarbejde mellem Kumamoto University i Japan og Virginia Institute of Marine Science (VIMS) i USA rapporterer om en kombination af bakterier med potentiale til at lette virkningen af ​​overskydende nitrogen, der findes i mange kystnære vandsystemer.

Vandberigelse gennem store mængder næringsstoffer i kystmiljøer, et fænomen kendt som eutrofiering, er et stort problem for mange kystområder rundt om i verden. De ekstra næringsstoffer, typisk fra antropologiske ændringer i nitrogencyklussen (f.eks. landbrugsafstrømning), deponeres i havbunden, hvilket forårsager et ubalanceret system og har skadelige virkninger på vandmiljøet. Disse effekter manifesterer sig ofte som algeblomster, der kan være skadelige for både mennesker og vanddyr i området. Efterhånden som eutrofiering stiger i kystområderne rundt om i verden, metoder til at modvirke dens konsekvenser er meget eftertragtede.

Forskere har haft begrænset succes med forskellige teknikker til fjernelse af nitrogen. Skylning er ofte ineffektiv til fjernelse af forurenende stoffer, fordi den ikke når kilder dybt i sediment. Evakuering kan medføre nye miljømæssige risici, når sediment overføres væk fra området. Og recirkulation med denitrifikation kan have lav effektivitet til fjernelse af forurenende stoffer. Anaerob ammoniumoxidation (anammox) med bakterier menes at være et omkostningseffektivt alternativ, der kunne udføres "på stedet, "men dens effektivitet og interaktion med andre mikrober var uklar. Dette er, hvad samarbejdet mellem Kumamoto University og VIMS arbejdede på at belyse.

Forskerne brugte sediment fra en rejedam i det sydlige Japan og sammenlignede kvælstoffjernelsen mellem en umodificeret prøve (SB-C) og en med en øget mængde indfødte marine anammoxbakterier (MAB) (SB-AMX). Sedimentprøverne gennemgik fire forskellige faser over 285 dage. Ved afslutningen af ​​eksperimenterne forskerne fandt ud af, at et bikarbonattilskud og et højt nitrogenindhold var nødvendigt for, at anammox -bakterier kunne trives.

Forskerne vurderede også sammensætningen af ​​andre mikrobielle kolonier i sedimentprøverne for at afsløre eventuelle symbiotiske eller ugunstige forhold. De opdagede, at de mikrobielle samfund mellem de to prøver var meget forskellige. En relativt stor mængde svovloxiderende bakterier (SOB) blev fundet i bunden af ​​SB-C, og større mængder sulfatreducerende bakterier (SRB) blev fundet i SB-AMX. Da forbindelser produceret af SRB er giftige for anammox -bakterier, det menes, at SRB er årsagen til den lave nitrogenreduktionsydelse for begge prøver på forskellige tidspunkter i forsøget. SOB, på den anden side, er gavnligt, fordi det fjerner de svovlforbindelser, der er giftige for anammox -bakterier. Desuden, andre forskere har bemærket, at SOB kan stimuleres ved tilsætning af bikarbonater, ligesom det, der blev føjet til fase tre af dette eksperiment.

"Vores undersøgelse viser, at der kan opnås en synergistisk effekt mellem SOB- og anammoxbakterier ved blot at tilføje bikarbonat, "sagde projektleder Dr. Yasunori Kawagoshi fra Kumamoto University." Der er stadig meget arbejde, der skal udføres, før vi kan prøve denne teknik i naturen, men vi mener, at den viser meget løfte om at mindske de skader, der er forårsaget i områder med høj eutrofiering. "