A mikrobák üledéképítőket játszanak

A baktériumváladék stabilitást biztosít

A polimer anyagok biztosítják az üveggyöngyök "cementálását", amint az az elektronmikroszkópos felmérésből kiderül, hogy a gyöngyök rozsdamentesen fényesek. © Sabine Gerbersdorfer
felolvasta

A baktériumok bizonyos ürülései biztosítják, hogy az üledékek "összerakódjanak", és így sokkal stabilabbá váljanak. Ezt most felfedezte egy stuttgarti tudós egy új tanulmányban.

Az üledékek stabilitása több okból is fontos. Az 1970-es években a szerves szennyező anyagokat és a nehézfémeket kezeletlenül vezettek a vizekbe és lerakják az üledékekbe. Azóta ezek nagy terhelésűek. Az üledékek fluidizálása és szennyezőanyag-terhelése, például az áradások miatt, jelentős ökológiai és gazdasági probléma. Ezenkívül a stabil üledékek hosszabb ideig ellenállhatnak a támadó hidraulikus erõnek, ami különösen fontos a part menti védelemben.

A bomlótól az építőig

Valójában a baktériumokat a gombák mellett a szerves anyagok klasszikus bomlásának tekintik. A baktériumok azonban úgynevezett extracelluláris polimer anyagokat (EPS) választanak ki, amelyek körülveszik a mikroorganizmusokat és különféle funkciókat hajtanak végre, például a kötődés során, a tápanyagok felhalmozódásában vagy a kiszáradás és a szennyező anyagok ellen.

A baktériumok felülethez való kötődési képességét különösen attól tartják, mint például a fogászat és a biotechnológia. Ugyanakkor a polimerek kötő tulajdonságait gyakran használják a szennyvíziparban és az iparban - adalékanyagként a kozmetikumokban.

Polimerek stabilizátorként

Sabine Gerbersdorf, a Stuttgarti Egyetem Hidraulikus Mérnöki Intézetéből bebizonyította, hogy a baktériumok, amint azok már ismertek a mikroalgákból, a polimerek kicsapásával biztosítják az üledékek jobb stabilitását. A baktériumok szubsztrátjaként először üveggyöngyöket választottak, mivel a természetes üledékekkel ellentétben nincsenek összetartó erőik, és így csak a baktériumok EPS-je felelős a kötés kimutatásáért. A növekvő EPS-koncentráció jelentősen növeli a szubsztrátum stabilitását. kijelző

Gerbersdorf ezután megvizsgálta az EPS-termelő mikroalgák és a baktériumok közötti kölcsönhatásokat és kimutatta, hogy ezek együttélése csak bizonyos környezeti feltételek mellett és fajösszetételnél növeli az általános EPS-t, ami jobb biostabilizációs teljesítményhez vezet.

Az EPS összetétele kritikus

A kutató szerint az EPS összetétele szintén fontos. Különböző vegyületekből állnak, mint például cukrok, fehérjék, húgysavak, huminsavak, nukleinsavak, zsírok és minden lehetséges kombináció. Az EPS mátrix kvalitatív összetétele és így tulajdonságai a termelő organizmustól, annak fiziológiájától és a környezeti feltételektől, például hőmérséklettől és tápanyagoktól függően változnak.

A stuttgarti tudós bebizonyította, hogy nemcsak a cukor, amint azt korábban feltételezték, játszik szerepet a kötődésben, hanem a fehérjék, és különösen a cukrok és fehérjék közötti kölcsönhatások is, hogy erősítsék az üledék stabilitását,

Használt üledék-szállítási modellek

Az üledékes transzport modellekkel a kutatók megkísérelik megjósolni az üledék erózióját, szállítását és lerakódását. De ezek nem veszik figyelembe semmilyen biológiai összetevőt. Gerbersdorf kutatása tehát a fluidizált üledék pehely biológiai hatásaira összpontosít - baktériumok és mikroalgák által - annak érdekében, hogy megtudja, miként befolyásolja a mikrobiális EPS cementálás a flokkulációt és az ülepedést.

(idw - Stuttgarti Egyetem, 2010. március 24. - DLO)