Harnessing plants and microbes to tackle environmental pollution — ABC Chemicals

Eucharia Nwaichi — биохимик-эколог в университете Порт-Харкорт в Нигерии. Она экспериментирует с растениями, микроорганизмами и ферментами, чтобы раскрыть способы контроля и в конечном итоге уменьшить загрязнение в месте, которое было разрушено в результате разведки нефти, промышленности и конфликтов.

Дельта Нигера — это район, известный своими обильными запасами нефти, и с 1950-х годов является популярной точкой добычи нефти и газа. Но это приходит по разрушительной цене: это также одно из самых загрязненных мест на планете. Земля, когда-то плодородная для сельскохозяйственных культур, теперь бесплодна, а загрязненная вода разрушает запасы рыбы, ограничивает доступную питьевую воду и может вызвать серьезные проблемы со здоровьем.

Эухария Нвайчи (Eucharia Nwaichi) прокладывает путь для решения этих проблем, в работе которой используются более экологически чистые средства для очистки этих загрязненных сред. Растения находятся в центре исследований Nwaichi в области устойчивых методов деградации или удаления загрязняющих веществ, присутствующих в дельте Нигера, в попытке спасти землю, восстановить биологическое разнообразие и помочь местным сообществам.

Harnessing plants and microbes to tackle environmental pollution - ABC Chemicals

Процесс, называемый фиторемедиацией, использует естественную способность бобовых и трав напрямую поглощать углеводороды, которые не могут быть разрушены. Кроме того, растения могут выделять ферменты, которые помогают проводить это удаление. Nwaichi также использует связанные микроорганизмы, содержащиеся в клубеньках растений, для аналогичного действия по очистке в так называемой биоремедиации. «[Это] об использовании растений для помощи», — резюмирует она.

Большая часть ее оставшейся работы в университете Порт-Харкорт в Нигерии связана с мониторингом, характеристикой и оценкой этих технологий и их эффективности, а также проверкой различных видов растений на предмет их потенциала.

В гармонии

Нваичи приписывает взаимосвязь между микроорганизмами, корнями растений и ризосферой — узкой областью почвы, где живут эти микроорганизмы, на которую непосредственно влияют корневые секреции, — что фито- и биоремедиация может работать в гармонии. «[Это обеспечивает] лучшую площадь поверхности для микроорганизмов для оптимальной работы по очистке углеводородов в почве».

Harnessing plants and microbes to tackle environmental pollution - ABC Chemicals

Некоторые из растений, которые Нваичи уже использует для своей способности очищать загрязненные среды, включают в себя бархатные бобы, горох бабочки, лимонную траву, арахис бамбара, растения горчицы и фимбристилис. Она использовала последние четыре для успешного удаления углеводородов и тяжелых металлов, таких как мышьяк, из загрязненной почвы.1 Биоремедиация может быть развернута путем введения местных микроорганизмов, которые можно активировать с помощью биологических стимуляторов.

«Они разрушают углеводородные загрязнения в средах», — объясняет Нваичи. «Некоторые растения могут выделять органические химические вещества, которые содержат загрязняющие вещества, которые мы называем фитостабилизацией. Химические вещества образуют комплекс с загрязнителями, поэтому они не могут мигрировать или вымываться — они остаются безопасными в окружающей среде, не будучи токсичными для живых организмов в почве. Это синергетическое преимущество.

Harnessing plants and microbes to tackle environmental pollution - ABC Chemicals

Важно, чтобы эти растения соответствовали нескольким ключевым критериям, чтобы быть хорошими кандидатами для фиторемедиации, включая способность расти и выживать даже в присутствии обычно токсичных загрязняющих веществ. В настоящее время существует четыре вида — бархатные бобы, горчичные растения, лимонник и фимбристилис — с которыми Нваичи работает, и считает ее надежной, хотя она рассматривает возможность перехода к комбинированным подходам для расширения репертуара характеристик и видов, которые можно использовать для фито- и общая биоремедиация в будущем.

Почва и общество

Самые последние усилия Nwaichi по сохранению естественной среды одного из самых густонаселенных регионов Нигерии заключаются во все более ценном инструменте, предлагаемом нам природой: ферментах. Характеризуя и отбирая определенные растительные ферменты, можно повысить эффективность микроорганизмов, используемых в процессе восстановления, для достижения оптимальных результатов. Это необходимо, потому что их вялость и плохая живучесть обычно являются основными недостатками при их использовании.

Некоторые из этих ферментов включают пероксидазы, оксидоредуктазы, гидролазы и лакказы, которые действуют как катализаторы для разнообразных химических реакций, участвующих в путях биоремедиации. Химически эти ферменты снижают энергию активации, необходимую для процветания реакции, не изменяя общего изменения свободной энергии.

«Если мы выражаем эти энзимы, мы можем получить ту концентрацию, которая нам нужна», — объясняет Нвайчи. «Таким образом, мы можем отслеживать и изменять условия почвы, чтобы обеспечить оптимальную производительность и эффективность [фермента]».

В случае загрязнения сырой нефтью, эти энзимы способны повысить эффективность естественных разрушителей в почве — микробных сообществ, которые остаются неизменными после очистки благодаря биологическому происхождению ферментов. Это, в свою очередь, сохраняет почву, чтобы ее можно было продолжать использовать для различных целей. Результат, который Nwaichi настроен оптимистично, станет более распространенным с продолжением использования новых зеленых технологий.

«Если мы сделаем прорыв в развитии, у нас будет более устойчивое и безупречное общество в дельте Нигера, потому что мы сможем вернуть сельскохозяйственные земли», — говорит она. «Многие мелиорированные земли, которые мы видим с использованием современных технологий, не восстанавливают почву, чтобы ее можно было продолжать использовать в сельскохозяйственных целях». Она надеется, что, используя местные растения, можно будет убедить сообщества, живущие в дельте, принять научные усилия и принять участие в них, чтобы возродить окружающую среду и в конечном итоге двигаться к улучшению текущей ситуации, добавив: «Это положит больше денег в карман людей, принести некоторую форму социальных реформ и повысить социальный результат.

Основным препятствием в достижении этого является формирование хороших отношений между исследователями, правительством и местными жителями Нигерии. Недостаток понимания, доверия и сотрудничества происходит за счет научного прогресса и адекватной защиты окружающей среды: «Наука действительно страдает», предупреждает Нвайчи. Однако вместе со своими учениками, некоторые из которых из соседних сообществ, она пытается «установить связь, которая будет означать, что [местные жители] примут меня… Вы показываете доказательства того, что вы сделали в других сообществах и как они сотрудничали с вы.

Harnessing plants and microbes to tackle environmental pollution - ABC Chemicals

«Это проблема, с которой мы в Нигерии сейчас сталкиваемся, но я верю, что в этой области будет много исследователей и органов ООН, которые помогут финансировать больше проектов, связанных с сообществом, где мы сможем привлечь больше сообщества. Таким образом, люди могут видеть свою роль в использовании науки для развития своего сообщества и более здорового образа жизни … Мы можем [улучшать] с помощью науки ».

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *