Биотехнологи нашли способ нейтрализовать запах сероводорода от отходов
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.
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.
«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.
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.
Telegram 
Дзен 
VK Изучив данные о скорости изменения температур ледяных спутников пятой и шестой планеты системы, астрономы обнаружили, что она слишком высока для по-настоящему ледяной поверхности. Оказалось, что эти тела покрыты материалом, по своим свойствам резко отличающимся от земного льда.
Вначале Reuters опубликовал статью о взаимоотношениях SpaceX и Пентагона, которую миллиардер --- традиционно для его отношений с этим изданием — назвал фейком. Опровергая ее тезисы, он обнародовал информацию, не представленную ранее публично.
Черные дыры, возможно, не такие «сломанные» объекты, как считалось полвека. Автор нового исследования показал, что даже в рамках Общей теории относительности черная дыра может избежать сингулярности — точки, где законы физики перестают работать. Если он прав, новая теория гравитации для «спасения» физики внутри космических «монстров» не понадобится.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Вначале Reuters опубликовал статью о взаимоотношениях SpaceX и Пентагона, которую миллиардер --- традиционно для его отношений с этим изданием — назвал фейком. Опровергая ее тезисы, он обнародовал информацию, не представленную ранее публично.
Провинция Цзянсу была процветающим центром медицинской практики в Китае во времена династии Мин (1368-1644 годы нашей эры). Микроскопический анализ крошечных частиц на поверхности хирургических ножниц и пинцета из гробницы китайского врача помог выявить следы вещества, получаемого из ядовитого растения, которое, по мнению исследователей, применялось как местная анестезия во время операций.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно