Бактерии для очистки шахтных вод от металлов
Исследователи из Университета штата Пенсильвания совершенствуют естественный, недорогой процесс для удаления наиболее распространённых загрязнителей, таких как железо, из воды, загрязнённой шахтными стоками.
Команда обогатила железоокисляющие бактерии из двух мест скипания кислых шахтных вод в Аппалачском угольном бассейне Пенсильвании и измерила скорость окисления железа при низких значениях pH.
Два участка отбора проб:
- Scalp Level — показал самую высокую скорость окисления железа.
- Brubaker Run — показал среднюю скорость.
Оба находятся в округе Камбрия.
Методология:
- Сбор кислых шахтных вод и поверхностных отложений (осадков) для использования в качестве «посевного» материала для микробного обогащения.
- В лаборатории микробы экстрагировали из образцов осадка и обогащали в периодическом биореакторе без потока, куда периодически добавляли Fe2+ для стимуляции роста железоокисляющих бактерий.
- После обогащения культуры разделили для двух наборов экспериментов: с варьированием pH и с варьированием концентрации железа.
- В четырёх реакторах (по два на участок) измерили скорости окисления железа в разных условиях и сравнили ДНК, выделенную из образцов биомассы, отметив изменения в микробных сообществах.
Ключевые выводы (опубликованы в Applied and Environmental Microbiology):
- Разные микробные сообщества, обогащённые из двух участков, сохранили отличительные черты, унаследованные от исходного «посевного» материала. Длительная эксплуатация систем не привела к формированию одинаковых или более похожих сообществ.
- Однако все биореакторы окисляли и удаляли железо с очень похожими скоростями. Это указывает, что эффективность биореакторов для очистки шахтных вод может не сильно зависеть от исходного «микробного посевного материала».
- Определённые организмы лучше проявляли себя при определённых геохимических условиях: одни — при низкой концентрации железа, другие — при очень низком или, наоборот, только при высоком pH.
Перспективы:
Следующий шаг — сотрудничество с горнодобывающей компанией для создания более крупной пилотной системы. Биологическое окисление железа при низком pH экономично и может быть легко интегрировано в систему очистки кислых шахтных вод, что особенно важно для обработки воды с исключительно низким pH и высокими концентрациями железа, где традиционные методы неэффективны и дороги.