Обнаружены бактерии, которые очищают хвостохранилища

Результаты испытаний были представлены в статье в научном журнале Scientific reports, сообщили ТАСС в Минобрнауки РФ.

По словам ученых, ежегодно мировая горнодобывающая промышленность производит колоссальные объемы отходов, оставляя после себя экологические бомбы замедленного действия - "хвосты" производства, насыщенные тяжелыми металлами и агрессивными кислотами. По оценкам экспертов, мировое производство таких "хвостов", которые содержат в растворенном виде железо, мышьяк и другие токсичные элементы, достигает 7 млрд тонн в год. Также кислые шахтные дренажи загрязняют водоносные горизонты, реки и озера. В ходе исследований были обнаружены сульфатредуцирующие бактерии, которые преобразуют отравляющие соединения в безопасные вещества. 

 Новый вид получил название Desulfosporosines cupriresistens.

"Сульфатредукция - это их способ "дышать" и получать энергию в мире без кислорода. Бактерии-сульфатредукторы "едят" сульфаты - химические соединения с атомами серы и кислорода. При этом они отнимают у сульфата кислород, в результате получается сероводород (H2S), который мы хорошо знаем по запаху тухлых яиц. Этот H2S вступает в реакцию с растворенными тяжелыми металлами. В результате образуются нерастворимые сульфиды металлов, которые выпадают в осадок. Таким образом, микроорганизмы фактически осуществляют природный детокс, оказывая большую экологическую услугу человечеству", - пояснила заведующая кафедрой физиологии растений, биотехнологии и биоинформатики Биологического института ТГУ Ольга Карначук.

Ученые измерили скорость сульфатредукции в "хвостах" на вольфрамовом руднике Бом-Горхон в Забайкалье, для этого они использовали радиоактивные индикаторы. Биологи "скармливали" бактериям помеченный сульфат. В результате выяснилось, что несмотря на малое количество микроорганизмов, скорость сульфатредукции очень высокая. Такие бактерии относятся к редкой биосфере - совокупности видов микроорганизмов (бактерий, архей, грибов), которые присутствуют в каком-либо сообществе в очень малых количествах. Кроме этого, биологи обнаружили споры сульфатредуцирующих бактерий-термофилов, которые при высоких температурах до 60 градусов Цельсия могли образовывать сероводород. По мнению ученых, эти споры прилетают по воздуху из термальных экосистем, таких как гейзеры или горячие источники.

"Как отмечают ученые ТГУ, Desulfosporosinus cupriresistens можно выращивать в промышленных объемах. Технически этот процесс несложный и недорогой. Другим, еще более ценным свойством бактерии Desulfosporosinus cupriresistens является возможность использовать ее для извлечения из отходов не только тяжелых металлов, но и редкоземельных элементов. Соединения редкоземельных металлов находятся в рудных породах в малом количестве, основная сложность заключается в их выделении. Бактерия, которую научились культивировать биологи ТГУ, перспективна в качестве основы биотехнологии для добычи редкоземов", - добавили в министерстве.

Исследования ученых, результатом которых стало открытие новой бактерии, проведены в рамках проекта "Культивирование, характеристика физиологии и геохимической активности трудно культивируемых экстремофильных Bacteria", поддержанного грантом Российского научного фонда. В настоящее время при содействии Российского научного центра биологи ТГУ реализуют новый проект, нацеленный на культивирование, исследование физиологии и геохимической активности бактерий-экстремофилов, которые сложно поддаются выращиванию. Результаты исследования описаны в статье Thermophilic and mesophilic sulfate reduction by rare biosphere bacteria in acidic metal-bearing mine wastes from the temperate climate zone в междисциплинарном журнале Scientific reports (Q1) издательства Nature.