CO2 kaupimas: mikrobai kaip gedimų pranešimai?

Bakterijos gali rodyti pavojingą dujų nutekėjimą

Ar nėra požeminio anglies dioksido? Mikrobai gali padaryti tokius metodus saugesnius. © „dennisvdw“ / „Thinkstock“
skaityti garsiai

Stebėjimo bakterijos: Šiuo metu mokslininkai išbando požeminius šiltnamio efektą sukeliančių dujų saugojimo sandėlius, kurie nėra nerizikingi. Tačiau stebint mažyčius mikrobus tokie rezervuarai gali būti saugesni, teigia mokslininkai. Atitinkamai, bakterijos ir kiti organizmai anksti nurodo, kada anglies dioksidas gali patekti į aplinką. Ir: nepageidaujamas dujas galite paversti degalais ar kitomis naudingomis medžiagomis.

Atsižvelgiant į neryžtingą pasaulinės klimato apsaugos pažangą, vis daugiau tyrėjų ragina sukurti klimatą žalojančias šiltnamio efektą sukeliančias dujas naudojant techninius sprendimus iš atmosferos, pavyzdžiui, naudojant anglies surinkimą ir saugojimą (CCS). Šios technologijos idėja: Anglies dioksidas išskiriamas iš išmetamųjų dujų ar oro ir laikomas giliai po žeme.

Nuotėkis kaip galima rizika

Panaudotų dujų ir naftos rezervuarų ar kitų požeminių saugyklų ertmėse, kurios yra uždaromos nepralaidžiu dirvožemio sluoksniu, šiltnamio efektą sukeliančios dujos nebegalėtų pakenkti klimatui. Tačiau ar šis metodas yra saugus, yra prieštaringai vertinamas: „Vienas didžiausių rūpesčių yra poveikis žmonėms ir aplinkai, jei atsirastų įtrūkimų ar nuotėkių, dėl kurių rezervuarai pratekėtų“, - sako Natalie Hicks iš Škotijos jūrų mokslo asociacijos Obano.

Norint anksti nustatyti galimus nuotėkius, reikia nuolat stebėti geologinį saugojimą. Paprastai tai daroma matuojant CO2 koncentraciją. Tačiau tai nėra vienintelė galimybė, kaip dabar teigia Hicks ir jos kolegos. Tyrėjai mano, kad mikrobai taip pat galėtų padėti ateityje stebėti CCS vietas ir netgi suteikti praktinės pridėtinės vertės.

Mikrobai rodo CO2 nutekėjimą

Jos požiūris: bakterijos ir archaja yra ypač jautrūs aplinkos pokyčiams. Atitinkamai turėtų būti įmanoma užregistruoti galimus nuotėkius, ištyrus, kurie iš šių mažyčių organizmų gyvena nuosėdose virš rezervuarų. Pasak mokslininkų, pasikeitus mikrobų bendruomenei, tai gali būti aiškus CO2 nutekėjimo požymis. displėjus

Neseniai tai parodė eksperimentas priešais Škotijos vakarinę pakrantę: Šiuo tikslu tyrėjai imitavo nutekėjimą rezervuare po jūros dugnu. Rezultatas: dar prieš tai, kai kiti organizmai buvo akivaizdžiai paveikti, mikrobų bendruomenė aplink požeminę stovyklą išmatuojamai pasikeitė, taigi veikė kaip savotiška išankstinio perspėjimo sistema.

Naudinga transformacija

Tačiau mažyčiai organizmai nėra tik patikimi pavojų šalininkai. Jie taip pat gali gaminti naudingas medžiagas iš užblokuoto CO2, kaip praneša Hicks ir jos kolegos. Jau seniai žinoma, kad bakterijos jungiasi anglies dioksidu medžiagų apykaitos procesų metu. Tik pastaraisiais metais tyrėjai atrado, kad mikrobai gali paversti šiltnamio efektą sukeliančias dujas tokiomis cheminėmis medžiagomis kaip etanolis, acetatas, acetonas, laktatas ar metanas.

„Dabar mes žinome tokius metabolizmo kelius iš didelės prokariotų šeimos medžio dalies ir manome, kad tokių procesų, kurie dar nebuvo atrasti, yra dar daugiau“, - sako Unni Vik iš Norvegijos universiteto.

Šiltnamio efektą sukeliančios dujos tampa cukrumi

Vietoj to, kad ateityje CO2 kauptų tik dirvožemyje, jis galėtų būti naudojamas toliau - pavyzdžiui, kurui ar kitiems pramoniniams tikslams gaminti. Tokiu būdu aplink CCS rezervuarus esanti mikrobų bendruomenė galėtų būti sąmoningai pakeista taip, kad saugomas anglies dioksidas virstų.

Galbūt, pasak Hicks ir jos kolegų, kai kurias bakterijų rūšis buvo galima net sintetiniu būdu modifikuoti, kad būtų pagaminta tik viena konkreti dominanti medžiaga. Neseniai mokslininkai sugebėjo užprogramuoti Escherichia coli bakteriją, kad iš šiltnamio efektą sukeliančių dujų būtų galima išgauti cukrų.

Reikia daugiau tyrimų

Tačiau, prieš tai tampa įmanoma, reikia papildomų tyrimų, pasak mokslininkų. Pavyzdžiui, svarbu suprasti, kaip mikrobai išsamiai reaguoja į CO2 koncentracijos svyravimus ir kaip efektyviai išanalizuoti nedidelius antžeminių bendruomenių sudėties pokyčius.

Tačiau tyrimas yra vertas, tikina „Hicks“ komanda. CO2 saugojimo naudojimas ne tik parodomiesiems projektams vis dar nėra realybė: „Reikia įvertinti riziką ir poreikį suvaldyti CO2. Tačiau norint atsikratyti didelių problemų, tokių kaip vandenynų rūgštėjimas ir globalinis atšilimas, tokios technologijos gali būti vienintelis sprendimas “, - daro išvadą mokslininkai. (2016 m. Biotechnologijos tendencijos; doi: 10.1016 / j.tibtech.2016.06.011)

(Škotijos jūrų mokslo asociacija / Norvegijos universitetas, 2016 10 05 - DAL)