А у нас самое большое научное СМИ в Telegram!
Подписаться
  • Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
01.02.2022
ТГУ
1 614

Биотехнологи нашли способ нейтрализовать запах сероводорода от отходов

4.7

Ученые Биологического института Томского госуниверситета совместно с ФИЦ биотехнологии РАН завершили работу по созданию эффективных подходов для утилизации твердых органических отходов, сточных вод и рекультивации свалок. В ходе проекта исследователи выявили, какие именно бактерии служат источником неприятного запаха, и нашли простые и дешевые пути его нейтрализации. В частности, можно заменить одну из пищевых добавок.

Биотехнологи нашли способ нейтрализовать запах сероводорода от отходов / ©Getty images

Результаты исследований поддержаны грантом РФФИ и опубликованы в одном из самых авторитетных международных журналов Scientific Reports (Q1). «Проблема эффективного управлениями бытовыми и промышленными отходами актуальна для всего мира. Существуют разные способы утилизации. В России один из наиболее распространенных методов – складирование на полигонах, – говорит руководитель проекта, заведующая кафедрой физиологии растений, биотехнологии и биоинформатики БИ ТГУ Ольга Карначук. – Такие специализированные площадки источают неприятный запах, чаще всего сероводорода, от которого страдают жители близлежащих населенных пунктов, и Томск не исключение».

Согласно анализу данных, представленных в литературных источниках, около 50 процентов запаха дурно пахнущих веществ – это сероводород и летучие соединения серы, остальное – аммиак, мочевина и прочее. Микроорганизмы, которые продуцируют сероводород, относятся к классу сульфатредуцирующих прокариотов – это разнородные анаэробные бактерии и археи, которым для жизнедеятельности кислород не нужен.

«Виновники» запаха живут в кишечнике сельскохозяйственных животных и после переваривания пищи попадают в отходы. Чтобы установить конкретные виды сульфатредукторов, ученые выделяют ДНК и по нему определяют исследуемые объекты. Но в данном случае, несмотря на интенсивность запаха, следов ДНК бактерий оказалось крайне мало для их идентификации.

Desulfovibrio desulfuricans / ©Пресс-служба ТГУ

«Было принято решение измерить активность процессов с применением радиоактивных изотопов. Радиоактивные изотопы широко используются для обнаружения биохимических процессов в разных областях, например, в медицине – для оценки размеров и типа опухоли, – рассказывает Ольга Карначук. – Оказалось, что микроорганизмов в отходах очень мало, но они крайне активны.

Эти бактерии быстро восстанавливают сульфаты, из которых впоследствии образуется сероводород. Особенности течения этих процессов и факторы, обеспечивающие их интенсивность, пока не ясны. Мы предполагаем, что механизм образования сероводорода одинаков для отходов разных видов сельскохозяйственных животных (свиней, кур, коров и так далее)».

Благодаря соединению нескольких методов исследований ученым все же удалось найти «виновника» запаха – им оказалась бактерия Desulfovibrio desulfuricans. Одним из возможных путей ее нейтрализации является использование ингибиторов – соединений, способных сдерживать развитие физиологических процессов. Однако для окружающей среды этот способ – недостаточно экологичен, и биотехнологи смогли найти другие подходы».

Один из них заключается в изменении питания животных. Например, сейчас в качестве пищевой добавки им добавляют лизин в виде солей сульфата, который служит пищей и для сульфатредуцирующих бактерий. Лизин – незаменимая аминокислота, важная для выработки ферментов и гормонов, а также формирования костей и мышц. Чтобы обеспечить животных нужным веществом, достаточно заменить сульфатные соли лизина на другие соединения, например, хлорид лизина. Это лишит бактерии нужного им питания и источника образования сероводорода.

Руководитель проекта, заведующая кафедрой физиологии растений, биотехнологии и биоинформатики БИ ТГУ Ольга Карначук / ©Пресс-служба ТГУ

Помимо этого малорастворимые сульфаты (сульфат кальция, гипс) используются и в подстилке животных, чтобы избежать излишней влажности. Изменение подсушивающих добавок в подстилке также способно значительно снизить интенсивность неприятного запаха.

Результаты исследований ученых, выполненные в рамках проекта РФФИ, представлены в статье, которая находится в открытом доступе. При желании любое сельскохозяйственное предприятие, стремящееся к эффективному и экологичному управлению отходами, может взять предложения и рекомендации биотехнологов ТГУ на вооружение.

Добавим, что в настоящее время ученые Томского государственного университета с партнерами реализуют другой важный проект по изучению микробиома сельскохозяйственных и региональных животных (верблюдов, яков, бурятских лошадей и северных оленей). Эти масштабные исследования нацелены на решение проблемы обеспечения населения безопасными продуктами, которые не содержат микробов с резистентностью к антибиотикам.

Исследования выполняются при поддержке программы развития генетических технологий в России. Сумма государственного финансирования проекта «Широкомасштабный поиск и изучение микроорганизмов и микробных сообществ, ассоциированных с сельскохозяйственными животными и продуктами животного происхождения», поддержанный Минобрнауки РФ, – более 320 миллионов рублей, 32 миллиона – привлеченные внебюджетные средства.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Национальный исследовательский Томский государственный университет (ТГУ) — первый российский университет на территории Русской Азии (фактически первый российский университет восточнее берегов Волги), один из 29 национальных исследовательских университетов.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Позавчера, 13:47
Алиса Гаджиева

На юге Ирака идут раскопки Лагаша — одного из самых ранних крупных городов мира. Исследователи уже обнаружили городские кварталы и выделили отдельные общественные здания, в том числе древнешумерское кафе.

Вчера, 16:13
Анна Новиковская

Каждый рыбак в Северной Америке мечтает поймать гигантскую щуку, но мало кому это удается. И ученые выяснили: все дело в размере и характере животного.

7 часов назад
Мария Азарова

Правильная интерпретация взаимодействий между кошками — важная составляющая благополучия проживающих в семьях животных. Однако многие владельцы все время сталкиваются с проблемой: как отличить игру питомцев от агонистического поведения?

25 января
Василий Парфенов

Пока фанаты SpaceX увлеченно следят за достижениями компании, астрономы грустно наблюдают, как их работа становится сложнее с каждым запуском спутников Starlink. Прогресс не проходит без жертв. Поэтому различные научные ассоциации ищут способы снизить негативное влияние множества новых рукотворных объектов в околоземном пространстве на качество данных, получаемых телескопами. Некоторые решения со стороны выглядят экстремальными — например, теперь лазеры для корректировки адаптивной оптики можно не выключать, если в поле зрения есть спутник Starlink. А это десятки ватт излучения!

27 января
Александр Березин

Игру 2013 года и выходящий с января 2023 года сериал по ней часто принимают за научную фантастику. То есть произведение, основанное на предположениях, не противоречащих науке. Однако вряд ли дело обстоит таким образом. Проблема в том, что создатели мира The Last of Us слишком некритично подошли как к научному фундаменту, на котором основан их мир постапокалипсиса, так и к тому, что думает наука о самой реальности «постапов». Naked Science пробует разобраться в деталях.

27 января
Сергей Васильев

Антропологи раскопали остатки центра массового изготовления обсидиановых рубил, где древние мастера Homo работали еще больше миллиона лет назад.

10 января
Алиса Гаджиева

Исследователи, изучающие систему обороны Великой стены, обнаружили следы более 130 секретных сквозных проходов и полагают, что это только начало.

25 января
Василий Парфенов

Пока фанаты SpaceX увлеченно следят за достижениями компании, астрономы грустно наблюдают, как их работа становится сложнее с каждым запуском спутников Starlink. Прогресс не проходит без жертв. Поэтому различные научные ассоциации ищут способы снизить негативное влияние множества новых рукотворных объектов в околоземном пространстве на качество данных, получаемых телескопами. Некоторые решения со стороны выглядят экстремальными — например, теперь лазеры для корректировки адаптивной оптики можно не выключать, если в поле зрения есть спутник Starlink. А это десятки ватт излучения!

5 января
Александра Медведева

Биологи показали, что нейронные сети гиппокампа, ответственные за пространственное восприятие, изменяются не линейным образом, а в соответствии с гиперболической геометрией. То есть мозг представляет пространство в форме расширяющихся песочных часов. Результаты исследования могут иметь значение для лучшего понимания различных нейродегенеративных расстройств.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: