Kontamineringsædende mikrober, der skal testes i marken

Årevis, University of Torontos Elizabeth Edwards og hendes team har udviklet en potent blanding af mikrober, der kan æde sig ned på giftige kemikalier. Nu, de forbereder sig på at slippe dem løs i naturen for første gang.

Bakteriekulturerne er designet til at behandle et sæt forurenende stoffer kendt som BTEX-benzen, toluen, ethylbenzen og xylen. BTEX-kemikalier findes almindeligvis i jord og grundvand, hvor råolie og dens produkter er blevet brugt, såsom gamle tankstationer og olieraffinaderier. Alene i Canada sådanne websteder tæller i tusindvis.

"Hvis vi kan bruge denne teknologi til at gøre miljøsanering mere effektiv på lang sigt, samtidig med at det gør det billigere at implementere, resultatet er, at flere websteder i sidste ende bliver ryddet op, " siger Edwards, en universitetsprofessor ved Det Tekniske og Tekniske Fakultets afdeling for kemiteknik og anvendt kemi.

"Det er en sejr for alle."

En måde at håndtere BTEX-forurening på er at grave jorden op eller pumpe grundvandet til overfladen, hvor den kan blive udsat for ilt. Dette fremmer væksten af ​​naturlige organismer, der kan nedbryde BTEX-kemikalierne. Men gravning og pumpning er energikrævende og dyrt, hvilket begrænser antallet af websteder, der rent faktisk bliver behandlet.

Derimod Edwards og hendes team har identificeret andre stammer af naturligt forekommende bakterier, der kan nedbryde BTEX uden adgang til ilt, en proces kendt som anaerob nedbrydning. Disse mikrober kan behandle jorden og grundvandet på stedet, men på de fleste forurenede steder, deres antal er lavt.

For mere end 15 år siden, Edwards og hendes team udtog kulturer af anaerobe BTEX-spisende bakterier fra flere forurenede steder. Lige siden, kulturerne har været i et intensivt træningsregime:Holdet fodrede dem med BTEX, udvalgte de prøver, der var mest effektive til at nedbryde det, og brugte dem til at inokulere den næste generation. Resultatet:en slags 'mikrobielt A-hold' udvalgt til hurtigste BTEX-nedbrydning.

I samarbejde med SiREM, et spinoff-firma grundlagt i 2001 på teknologi fra Edwards lab, holdet har dyrket hundredvis af liter af de hurtigere BTEX-nedbrydende kulturer. Nu, de lancerer et offentligt-privat samarbejde på næsten 3 millioner dollars for at teste disse kulturer i marken.

Projektets bidragydere inkluderer Ontario Genomics, provinserne Ontario og Alberta, SiREM, Federated Cooperatives Limited, Imperial Oil Limited, og tre universiteter - U of T, University of Alberta og University of Waterloo. Sammen, dette hold er indstillet på at udsende sit hemmelige våben på tre forurenede steder i Canada. Håbet er, at de berigede insekter vil fremskynde den naturlige nedbrydning af BTEX uden behov for at grave op og ilte jorden og grundvandet, kendt som bioaugmentation.

Et af de unikke aspekter af projektet vil være brugen af ​​meget specifikke genom-baserede overvågningsværktøjer til nøjagtigt at spore rollen og skæbnen for begge de nye organismer, der introduceres, såvel som de fastboende mikrobielle samfund. Ved at forbedre vores forståelse af, hvilke gener bakterier bruger til at nedbryde giftige kemikalier – samt hvordan de arbejder sammen for at opnå fuldstændig nedbrydning – vil projektet pege på vejen mod endnu bedre bioaugmentations- og bioremedieringsteknologier i fremtiden.

Samarbejdet har haft succes. Edwards og SiREM har tidligere kommercialiseret en kultur kendt som KB-1 (KB står for "kick butt"). Udviklet ved hjælp af en lignende tilgang, KB-1 er designet til at nedbryde klorerede opløsningsmidler, der er meget udbredt inden for kemisk rensning og affedtning. I dag, SiREM bruger det på steder over hele verden.

Hvis de nye forsøg lykkes, SiREM planlægger at tilføje den BTEX-nedbrydende kultur til deres arsenal, som kunne være med til at øge deres andel af det globale marked for flere milliarder dollars for biologisk behandling af forurenende stoffer.

"Jeg er spændt på at bringe nye akademiske og industrielle partnere til dette projekt, " siger Edwards. "Det er fantastisk, at vi har så mange talentfulde mennesker, der er villige til at slå hovederne sammen for at finde en holdbar løsning på dette irriterende problem."