Постоянное расширение промышленной и сельскохозяйственной деятельности привело к загрязнению водоёмов и почв тяжёлыми металлами, такими как кадмий (Cd) и свинец (Pb), что стало серьёзной глобальной экологической проблемой. Эти токсичные металлы не только устойчивы в окружающей среде и высокобиотоксичны, но и легко накапливаются в пищевых цепях, угрожая стабильности экосистем и безопасности сельскохозяйственной продукции.
Среди различных зелёных и устойчивых технологий биоремедиации на месте загрязнения внимание привлекает микробно-индуцируемое карбонатное осаждение (MICP) из-за его экологичности, относительно низкой стоимости и потенциала долгосрочной стабильности.
На реальных загрязнённых территориях тяжёлые металлы, такие как Cd и Pb, часто сосуществуют, что может вызывать сложные взаимодействия, такие как синергия, антагонизм или конкурентное ингибирование. Эти взаимодействия влияют на микробную активность, эффективность минерализации и, в конечном итоге, на стабильность результатов ремедиации.
В новом исследовании, проведённом в Южно-Китайском ботаническом саду Китайской академии наук, учёные успешно выделили два местных минерализирующих штамма бактерий — Bacillus pasteurii и Bacillus cereus — из типичных загрязнённых почв в северном Гуандуне. Затем они провели систематическое сравнение с коммерческими штаммами. Исследование опубликовано в журнале Journal of Hazardous Materials.
Результаты показали, что при условиях загрязнения низкими концентрациями (Cd: 0,5–4,0 мг/л, Pb: 100–200 мг/л) оба местных штамма достигли эффективности иммобилизации более 98% как для Cd, так и для Pb, продемонстрировав высокие показатели. Даже в условиях более высокого стресса (например, Cd при 8 мг/л) местный B. pasteurii сохранил эффективность иммобилизации на уровне 96%.
В средах с совместным загрязнением Cd и Pb исследователи наблюдали конкурентное ингибирование между двумя металлами. Из-за более сильного сродства к связыванию Pb часто доминировал в процессе иммобилизации. Минерализирующие бактерии индуцировали образование карбонатных минеральных осадков, обогащённых Cd или Pb, что является ключевым механизмом иммобилизации тяжёлых металлов.
По сравнению с экзогенными коммерческими штаммами штаммы, выделенные из загрязнённых участков, продемонстрировали большую адаптивность к окружающей среде и более высокую способность к иммобилизации тяжёлых металлов. Они инициировали процесс минерализации быстрее и формировали более стабильные минеральные структуры, обеспечивая высококачественные «семенные» ресурсы для биоремедиации на месте.
Это исследование не только углубляет понимание механизмов, лежащих в основе микробного процесса минерализации, но и предлагает эффективное, недорогое и экологически чистое решение для практической очистки загрязнённых тяжёлыми металлами воды и почвы, отметили исследователи.
Кроме того, эта работа дополнительно подтверждает, что местные минерализирующие бактерии, выделенные из загрязнённых почв, демонстрируют эффективную работу по восстановлению загрязнённых сельскохозяйственных почв, загрязнённых одновременно Cd и Pb.
Предоставлено Китайской академией наук.
Другие новости по теме
- Исследование в Йеллоустонской экосистеме показывает, как крупные млекопитающие реагируют на жару
- «Декоративные» элементы паутины могут помогать паукам определять местоположение пойманной добычи
- Пауки «украшают» свои паутины, чтобы помочь поймать добычу
- Обнаружен новый вид пауков-ловушек — как раз к Хэллоуину
- Выявлены ключевые факторы, влияющие на частоту столкновений красных коршунов с ветряными турбинами
- «Молекулярное кино», запечатлевшее сборку рибосом, показывает, как клетки создают фабрики жизни, производящие белки
- Секретный ингредиент противоядия от укусов змей? Ламы…
- Препятствия в мембране открывают новые возможности для понимания распространения физических сил в нейронах.
- Генная модификация позволяет получить более функциональные клетки печени из стволовых клеток
- Пропажа «зомби-червей»
Другие новости на сайте
- Исследование показывает, что электромобили быстрее окупают энергозатратное производство и становятся чище бензиновых автомобилей
- Размах крыльев этого дрона сравним с Boeing 737, но он легче, чем игрок в американский футбол
- Пангеном овса раскрывает секреты создания более качественных сортов
- Основные угрозы для поддержания трасс для фэт-байков: изменение климата и выгорание волонтёров
- Новый асфальт может уничтожить ямы на дорогах
- Антитела на основе нанободи эффективны против 17 видов африканских змей
- Исследование в Йеллоустонской экосистеме показывает, как крупные млекопитающие реагируют на жару
- Кислородно-изотопные соотношения, похожие на метеоритные, в древних растениях могут открыть историю климата Земли
- Открытие нового принципа: хиральные молекулы притягиваются к магнитам
- ЕС стремится согласовать цели по сокращению выбросов вредных веществ в атмосферу