Σάββατο 2 Νοεμβρίου 2024

Μικρόβια μετατρέπουν το τοξικό μονοξείδιο του άνθρακα σε πολύτιμο βιοκαύσιμο




Τα μικρόβια παίζουν κρίσιμο ρόλο σε όλους τους βιοχημικούς κύκλους της Γης

Τα μικρόβια πεινούν. Όλη την ώρα. Και ζουν παντού, σε τεράστιους αριθμούς. Μπορεί να μην τα βλέπουμε με γυμνό μάτι, αλλά βρίσκονται σε χώματα, λίμνες, ωκεανούς, υδροθερμικές οπές, στα σπίτια μας, ακόμη και μέσα και πάνω στο σώμα μας. Και δεν κάνουν απλώς παρέα. Πάντα τρώνε. Όλα μαζί τρώνε τόσο πολύ που επηρεάζουν τους βιοχημικούς κύκλους ολόκληρου του πλανήτη.

Πολλά από τα μικρόβια που ζουν στον πλανήτη μας κάνουν ό,τι μπορούν για να διατηρήσουν αυτούς τους κύκλους σε τέλεια ισορροπία. Ωστόσο είναι γεγονός, ότι οι ανθρώπινες παρεμβάσεις έχουν αλλάξει σημαντικά την ισορροπία κάποιων κύκλων.

...

Αυτό ακούγεται μάλλον ζοφερό – και εν μέρει είναι. Είναι ώρα για αλλαγή. Και το κλειδί για την αλλαγή μπορεί να βρίσκεται στο απλό χαρακτηριστικό που μοιραζόμαστε με κάθε ζωντανό οργανισμό στη Γη.

Όλα χρειάζονται τροφή, από τα πιο μικροσκοπικά μέχρι τις μεγαλύτερες μπλε φάλαινες. Για τα μικρόβια, η τροφή τους μπορεί να περιλαμβάνει σχεδόν οτιδήποτε. Μερικά μικρόβια τρέφονται με μήλα, άλλα προτιμούν τα σάκχαρα του γάλακτος (λακτόζη) και μας βοηθούν να φτιάξουμε γιαούρτι και τυρί. Και σε πολλά, πολλά μικρόβια αρέσει να τρώνε απορρίματα.

Αυτό είναι εξαιρετικά βολικό όταν πρόκειται για τον καθαρισμό των λυμάτων μας, για παράδειγμα. Δισεκατομμύρια μικρόβια στις εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων καταβροχθίζουν ευτυχώς όλα τα θρεπτικά συστατικά στο νερό που ξεπλένεται στις αποχετεύσεις μας. Αυτό μειώνει τον κίνδυνο να αρρωστήσουμε και συμβάλλει στη βελτίωση της ποιότητας των επιφανειακών υδάτων.

Ορισμένα μικρόβια στον πλανήτη μας μπορούν να μετατρέψουν την τροφή τους σε καύσιμα μας. Και τρέφονται επίσης με απόβλητα. Υπάρχουν μικρόβια που παράγουν καύσιμα τρώγοντας μονοξείδιο του άνθρακα – ένα εξαιρετικά τοξικό αέριο που παράγεται, μεταξύ άλλων, κατά την παραγωγή χάλυβα.

Η βιομηχανία χάλυβα παράγει περίπου 2 δισεκατομμύρια τόνους χάλυβα ετησίως και το μονοξείδιο του άνθρακα αποτελεί μεταξύ 20% και 30% των καυσαερίων της. Αυτά τα απόβλητα μονοξειδίου του άνθρακα καίγονται προς το παρόν για να παραχθεί διοξείδιο του άνθρακα.

Λιγότερο τοξικό, αλλά αρκετά επιβλαβές ακόμα. Αλλά τα μικρόβια που καταναλώνουν μονοξείδιο του άνθρακα θα μπορούσαν να μετατρέψουν αυτές τις τεράστιες ποσότητες απαερίων σε πράσινο καύσιμο.

Μικροί χημικοί

Τα μικρόβια που καταναλώνουν μονοξείδιο του άνθρακα που μελέτησε κατά τη διάρκεια του διδακτορικού της μπορούν να παράγουν αιθανόλη, ένα βιοκαύσιμο που έχει ήδη αναμειχθεί σε κανονικά καύσιμα για αρκετές δεκαετίες για να τα κάνει λίγο πιο πράσινα.

Ωστόσο, το μεγαλύτερο μέρος της βιοαιθανόλης στον κόσμο παράγεται από καλλιέργειες τροφίμων. Αυτό έχει προκαλέσει συζήτηση σχετικά με την ιεράρχηση των καυσίμων έναντι των τροφίμων – θα έπρεπε πραγματικά να χρησιμοποιούμε καλλιέργειες για να τροφοδοτούμε τα αυτοκίνητά μας, όταν ένα σημαντικό μέρος του παγκόσμιου πληθυσμού λιμοκτονεί;

Ευτυχώς, οι μικροσκοπικοί φίλοι μας που τρώνε μονοξείδιο του άνθρακα μπορούν να παράγουν αιθανόλη από απαέρια. Η Maximilienne Toetie Allaart, μεταδιδακτορική Ερευνητής στην Έρευνα Μικροβιώματος του Εντέρου, Πανεπιστήμιο του Tübingen για να μελετήσει αυτά τα μικρά μικρόβια, τα άφησε να αναπτυχθούν σε γυάλινα δοχεία 3 λίτρων που ονομάζονται βιοαντιδραστήρες. Κάθε βιοαντιδραστήρας περιείχε φυσαλίδες πολύτιμου μονοξειδίου του άνθρακα που χρησιμοποιούν τα μικρόβια μου ως πηγή τροφής.

Έλεγχε πόσο μονοξείδιο του άνθρακα μπορούσαν να φάνε και πόσο γρήγορα μεγάλωναν. Θα μπορούσε να προσθέσει επιπλέον προμήθειες τροφής ή να συγκρίνει πώς αντιδρούν τα μικρόβια σε ξαφνικούς κραδασμούς μονοξειδίου του άνθρακα ή σε μια συνεχή, σταθερή ροή του. Με όλο αυτόν τον έλεγχο, θα μπορούσε να δοκιμάσει τα όρια της ικανότητας κατανάλωσης μονοξειδίου του άνθρακα των μικροβίων μου.

Αλλά ακόμη και για τα μικρόβια που τρώνε μονοξείδιο του άνθρακα, το μονοξείδιο του άνθρακα μπορεί να είναι τοξικό. Στην ουσία, αυτό συμβαίνει επειδή δεν μπορούν πραγματικά να επιλέξουν αν θέλουν να φάνε το μονοξείδιο του άνθρακα ή όχι. Το μονοξείδιο του άνθρακα είναι ένα είδος νταής. Αν είναι εκεί, πρέπει να το φάνε. Όπως ακριβώς η δεσποινίς Trunchbull που αναγκάζει τον καημένο τον Bruce να φάει ολόκληρο το κέικ σοκολάτας στη Matilda του Roald Dahl.

Όπως και ο Bruce, οι καταναλωτές μονοξείδιου του άνθρακα είναι ανθεκτικοί. Αν η πίεση του μονοξειδίου του άνθρακα γύρω τους γίνει πολύ υψηλή, το αντιμετωπίζουν μετατρέποντας το μονοξείδιο του άνθρακα σε αιθανόλη. Είναι βολικό, γιατί αυτό σημαίνει ότι αν αφήσουμε αυτά τα μικρόβια να αναπτυχθούν σε υψηλές πιέσεις μονοξειδίου του άνθρακα, θα παράγουν πολλή αιθανόλη για εμάς.

Αυτό μπορεί να εφαρμοστεί και στον πραγματικό κόσμο. Μια εταιρεία που εδρεύει στις ΗΠΑ με την ονομασία LanzaTech μετατρέπει τα χαλυβουργεία από αέριο και άλλα ρεύματα αποβλήτων σε βιοαιθανόλη σε εργοστάσια πλήρους κλίμακας. Κι όλα αυτά γίνονται δυνατά από μικρόβια, μικροσκοπικούς χημικούς που δεν μπορούμε να δούμε ούτε με γυμνό μάτι.

Τα μικρόβια είναι μικρά. Μπορούν όμως να επιφέρουν τεράστιες αλλαγές και να συμβάλλουν στην επαναχρησιμοποίηση των αποβλήτων. Ήρθε η ώρα να συμμετάσχετε μαζί τους στη μάχη.

Πηγή: https://www.huffingtonpost.gr/entry/mikrovia-metatrepoen-to-toxiko-monoxeidio-toe-anthraka-se-poletimo-viokaesimo_gr_671baf2ee4b0fdf4fef42fc7 – The Conversation

https://physicsgg.me/2024/10/29/%CE%BC%CE%B9%CE%BA%CF%81%CF%8C%CE%B2%CE%B9%CE%B1-%CE%BC%CE%B5%CF%84%CE%B1%CF%84%CF%81%CE%AD%CF%80%CE%BF%CF%85%CE%BD-%CF%84%CE%BF-%CF%84%CE%BF%CE%BE%CE%B9%CE%BA%CF%8C-%CE%BC%CE%BF%CE%BD%CE%BF%CE%BE/

Δεν υπάρχουν σχόλια: