تنقية المياه باستخدام التكنولوجيا الحيوية.. الجمع بين الفطريات والبكتيريا

يعتبر النيتروجين ، خاصة في شكل النترات والنترات غير العضوية ، أحد الملوثات الرئيسية في المياه العذبة ومياه الصرف البشرية.

حدد باحثون من وزارة الموارد الطبيعية الصينية في شيامن و IGB اتحادًا طبيعيًا للبكتيريا والفطريات يستقلب النترات بشكل خاص بكفاءة وثبات، قد يكون هذا أمرًا حاسمًا لمزيد من تطوير مناهج التكنولوجيا الحيوية في معالجة المياه ويوفر مزيدًا من الأدلة على الدور المهم للفطريات في النظم الإيكولوجية المائية.

تعتبر إزالة النيتروجين البيولوجية، ونزع النتروجين، عملية كيميائية حيوية مهمة، في هذه العملية ، تقوم الكائنات الحية الدقيقة بتحويل اثنين من أهم مركبات النيتروجين، النترات والنتريت ، إلى نيتروجين غازي.

يحدث هذا بشكل طبيعي في المسطحات المائية من خلال عمليات التمثيل الغذائي للكائنات الحية التي تعيش هناك ويشار إليه بالتنقية الذاتية، يستخدم هذا المبدأ أيضًا في معالجة المياه.

حتى الآن، تم تحديد أنواع مختلفة من البكتيريا والفطريات في مزرعة نقية يمكنها تكسير النيتروجين بالأكسجين وبدونه، بالنسبة لمعالجة المياه ، يعتبر تدهور النيتروجين في وجود الأكسجين وثيق الصلة بشكل خاص، لأنه أكثر فعالية من حيث التكلفة ويمكن أيضًا تنفيذه على نطاق واسع.

تم حتى الآن استخدام تركيبات الفطريات والبكتيريا بشكل رئيسي في تخمير الأطعمة والمشروبات. إن عزل السلالات الفردية من البكتيريا أو الفطريات يستغرق وقتًا طويلاً ومكلفًا.

تعتبر مجموعات من الاثنين، ما يسمى اتحادات الميكروبات ، بديلاً واعدًا للسلالات النقية ، ولكن لا يزال القليل من البحث في مجال نزع النتروجين تحت ظروف الأكسدة.

مواجهة الضغوطات البيئية

في البحث الذي نشر في مجلة iScience ، انتهز الباحثون هذا كفرصة للتحقيق في هذه الإمكانية، حيث تم استخدام اتحادات الميكروبات لفترة طويلة في تخمير الأطعمة والمشروبات، على سبيل المثال، تتميز الفطريات على وجه الخصوص بكونها قوية جدًا في مواجهة الضغوطات البيئية مثل الأس الهيدروجيني الحمضي ودرجات الحرارة المرتفعة.

حدد فريق البحث اتحادًا طبيعيًا للبكتيريا والفطريات من تربية الأحياء البحرية والذي يزيل النترات من الماء بكفاءة عالية ومتسقة. في حالة وجود الأكسجين، تصل نسبة إزالة النترات إلى 100٪ وتبلغ كفاءة نزع النتروجين 44٪.

تشير كفاءة نزع النتروجين إلى مدى قدرة الكائنات الحية الدقيقة على تحويل النيتروجين المرتبط بالنترات إلى نيتروجين جزيئي (N 2 ) وأكاسيد نيتروجين .

تم استخدام التسلسل عالي الإنتاجية لتحديد الأصناف البكتيرية والفطرية المشاركة في هذه العملية.

أظهر تحليل شبكة لاحق أي من الأنواع الحالية تتفاعل بشكل إيجابي مع بعضها البعض، وبالتالي فهي مناسبة بشكل خاص لاستخدامها معًا.

أوضح الباحث في IGB البروفيسور هانز بيتر جروسارت ، المؤلف المشارك لـ يذاكر.

نظرًا لأن البحث عن مجتمعات ميكروبية مناسبة من البكتيريا والفطريات لا يزال مجالًا بحثيًا حديث العهد ، فلا توجد تطبيقات عملية حتى الآن، ومع ذلك ، فإن المؤلفين على يقين من أن الاتحادات الميكروبية ستشكل بشكل كبير التكنولوجيا الحيوية في معالجة مياه الصرف الصحي في المستقبل.