Эффективный подход к утилизации твердых органических отходов, сточных вод и рекультивации свалок разработали ученые Биологического института Томского госуниверситета (БИ ТГУ) и ФИЦ биотехнологии РАН.
Ученые определили виды живущих в отходах свиноводства бактерий, ответственных за производство сероводорода, и выявили возможные способы их нейтрализации, одним из которых является отказ от пищевой добавки к корму свиней. Результаты исследований были опубликованы в журнале Scientific Reports.
В своей статье исследователи указывают, что к настоящему времени не существовало понимания, как сероводород (H₂S) образуется в сельскохозяйственных отходах на полигонах их складирования и это препятствовало разработке эффективных методов профилактики и контроля неприятного и вредного запаха.
Завкафедрой физиологии растений, биотехнологии и биоинформатики БИ ТГУ Ольга Карначук поясняет: «Проблема эффективного управлениями бытовыми и промышленными отходами актуальна для всего мира. Существуют разные способы утилизации. В России одним из наиболее распространённых методов является складирование на полигонах. Такие специализированные площадки источают неприятный запах, чаще всего сероводорода, от которого страдают жители близлежащих населенных пунктов».
Научные источники показывают, что почти половину дурно пахнущих летучих соединений составляют сероводород и летучие соединения серы, остальное приходится на аммиак, мочевину и другие источники плохих запахов.
Исследователи ТГУ изучали разнообразие и активность продуцирующих сероводород микроорганизмов в отходах, производимых крупным свиноводческим комплексом «Томский» мощностью 176 000 голов свиней в год, расположенным в непосредственной близости от Томска.
Продуцирующие сероводород микроорганизмы принадлежат к классу сульфатредуцирующих прокариотов — анаэробных бактерий и архей (одноклеточные микроорганизмы без ядра). Эти микробы живут в кишечнике сельскохозяйственных животных и после переваривания пищи попадают в отходы.
Однако проведенное исследование отходов показало наличие в них минимального количества серообразующих микроорганизмов. Для уточнения происходящих процессов ученые использовали радиоактивные изотопы. В результате выяснилось, что при малом количестве активность этих прокариотов очень велика и они очень быстро восстанавливают сульфаты из отходов.
Главным виновником образования сероводорода в отходах оказалась бактерия Desulfovibrio desulfuricans. Нейтрализовать ее активность можно с помощью ингибиторов, сдерживающих развитие физиологических процессов. Но при этом будет наноситься вред окружающей среде, поэтому биотехнологи стали искать другие подходы.
Одним из них оказалось изменение в питании животных: в пищу свиней добавляют лизин в виде солей сульфата, который и служит пищей для сульфатредуцирующих бактерий. Лизин — это незаменимая для организма аминокислота, участвующая в выработке ферментов и гормонов и формировании костей и мышц.
Поэтому предлагается заменить используемые сейчас сульфатные соли лизина, например, на хлорид лизина. Такая замена лишит Desulfovibrio desulfuricans нужного им питания, разлагая который они выделяют сероводород.
Сульфаты используются в животноводстве также для уменьшения влаги в подстилке (сульфат кальция, гипс). Если найти другие подсушивающие средства, то это также снизит неприятный запах от навоза.
Ученые надеются, что их разработки помогут крупным сельскохозяйственным предприятиям, желающим эффективно и экологично управлять отходами своего производства.
Источник: rossaprimavera.ru