Свежие исследования для чистого воздуха: Использование микробов для удаления загрязнителей в помещениях
Исследователи из Чили разработали прототип системы очистки воздуха в помещениях, который использует микроорганизмы для улавливания и разложения загрязнителей с эффективностью выше 90%. В исследовании, опубликованном в Journal of Chemical Technology and Biotechnology, учёные показали, что система может работать восемь месяцев без потери эффективности.
С ростом спроса на лучшую теплоизоляцию и энергоэффективность зданий недостаточный воздухообмен привёл к ухудшению качества воздуха внутри помещений, создавая риск для здоровья человека и окружающей среды. Системы биофильтрации, пропускающие воздух через тонкую плёнку с иммобилизованными бактериями и грибами, предлагают потенциально недорогое и эффективное решение.
Альберто Вергара-Фернандес, основатель исследовательской группы Green Technologies в Университете Анд в Чили и автор-корреспондент исследования, объяснил логику работы:
"Первой мотивацией был поиск системы очистки, которую было бы легко установить и которая не зависела бы от новых труб и установок для её использования. Кроме того, её можно применять в разных замкнутых пространствах, от бытовых до промышленных, по одному и тому же принципу".
Исследование было сосредоточено на удалении двух загрязнителей, вызывающих особую озабоченность в помещениях: летучих органических соединений (ЛОС), которые могут происходить из строительных материалов и бытовых продуктов, таких как краска, и полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) от сжигания древесины.
Текущие методы удаления этих загрязнителей в основном ограничены адсорбционными технологиями, которые используют фильтр с активированным углём для улавливания примесей. Однако Вергара-Фернандес объясняет ключевую проблему таких систем — загрязнители накапливаются на активированном угле и образуют новые отходы, требующие утилизации.
Объясняя преимущества нового прототипа, он сказал:
"Основное отличие связано со способностью к разрушению загрязнителей, а не с переносом их в другую фазу, из которой их также необходимо удалять. Учитывая деградацию загрязнителей, а не просто адсорбцию, срок службы носителя намного больше, при этом сохраняется высокая эффективность удаления".
Исследователи использовали гриб Fusarium solani и бактерию Rhodococcus erythropolis для создания начальной микробной популяции в системе. После восьми месяцев непрерывной работы в системе были захвачены дополнительные виды из воздуха, что продемонстрировало потенциал прототипа для удержания переносимых по воздуху бактерий и грибов.
Вергара-Фернандес объяснил, как высокая специализация микробной флоры, развившейся в биореакторе, способствовала эффективности системы очистки:
"Одним из основных выводов была возможность создания высокоспециализированного микробного консорциума, который позволяет достигать высоких мощностей удаления за очень короткие периоды времени работы, сохраняя при этом хорошие способности к устранению".
Хотя ранее было проведено несколько исследований по использованию биологических методов для обработки загрязнителей воздуха в помещениях в лабораторных условиях, коммерческие системы не были развернуты в больших масштабах, возможно, из-за больших размеров, необходимых для достижения приемлемой эффективности удаления.
Вергара-Фернандес и команда надеются продолжить разработку своего исследования, чтобы решить эту проблему.
"Основные проблемы и ограничения системы очистки, над которыми мы сейчас работаем, — это уменьшение размеров оборудования, составляющего систему. Мы разрабатываем гибридную систему, сочетающую физико-химические и биологические технологии, с целью уменьшения входных потоков в биологическую систему".