Blog

Mohli bychom si myslet, že vědci z národní univerzity v Singapuru věnovali výzkumu dlouhé roky. Překvapivě však našli novou bakterii úplnou náhodou. Když v jistý den provedli běžnou kontrolu čistírny odpadních vod, všimli si něčeho nezvyklého. V aerobních nádržích bylo o mnoho méně dusíku, než čekali a úbytek byl zaznamenán i u fosforu.

Rozhodli se proto, že vezmou z vody vzorky a oddělí jednotlivé kmeny bakterií. U každého kmenu následně testovali, jak dokáže odstraňovat z vody dusík a fosfor. Jak již možná tušíte, jeden kmen byl mimořádně účinný.

Seznamte se s bakterií Thaurea SND5

Vědci si všimli, že jeden kmen má lepkavou a krémovou strukturu, a od jiných se lišil i svou barvou kolonií. Hlavní rozdíl byl ale v tom, že tento kmen bakterií odstraňoval dusík a fosfor rychleji jako jiné kmeny. Potom již stačilo bakterii porovnat s jinými, jim podobnými. Nakonec dospěli k závěru, že jde o unikátní bakterii, a tak vznikla bakterie Thaurea kmene SND5.

Novou bakterii objevila profesorka He Jianzhong (vlevo) a její kolega Dr. Wang Qingkun. Zdroj: News.nus.edu.sg

Nemyslete si, že současné metody čištění odp. vod dusík ani fosfor neeliminují, jen jinými způsoby.

Tradiční metody

Když znečištěná voda přichází do čistírny, nachází se v ní dusík v podobě amoniaku a fosforu v podobě fosfátů. Produkci těchto látek má na svědomí nejčastěji zemědělství, průmysl a lidský organismus.

Pokud voda obsahuje příliš mnoho těchto látek (živin, nutrientů), má to negativní vliv na životní prostředí a zdraví člověka. Proto je potřeba je z vody odstranit, než vodu dále použijeme, nebo vypustíme.

Čistírny odpadních vod fosfor odstraňují běžně dvěma způsoby: chemickým srážením a pomocí biologických organismů- bakterií.

V prvním případě se využívá vápník, hliník a železo v podobě solí. Tento proces je jednoduchý a jedná se o nadávkování malého množství solí do vody, kdy vznikne nerozpustná sraženina fosforu, která se odstraní s kalem. Dávkování výše zmíněných solí ovlivňuje pH a vysrážení fosforu je také na pH závislé.

Všeobecně platí, že kromě pH je třeba při chemickém srážení zvážit i množství vody a to, jaké další stopové prvky se ve vodě nacházejí.

Chemické srážení má v čištění vod obrovský význam, jelikož dosahuje až 90% účinnosti odstranění fosforu z vody.

Na druhou stranu existuje i alternativní postup, kterým je fixace dusíku biologickou aktivitou mikroorganismů. Tento proces ne možné si představit, tak, že je fosfor akumulován v bioreaktoru s bakteriemi, které ho ukládají ve formě polyfosfátů do svých těl. Tímto procesem je fosfor odstraňován z vody.

A jak se z vody ztratí dusík? Opět za to mohou biochemické reakce, které vykonávají hlavně dva kmeny bakterií- Nitrosomonas a Nitrobacter. Ty přemění dusík z toxické formy amoniaku na méně škodlivé dusičnany. Dále konvenční čistírna obsahuje proces denitrifikace, ve kterém je dusičnanový dusík redukován na plynný dusík, který vyprchá do atmosféry.

Bakterie používají při svých metabolických procesech dusičnany jako akceptor elektronů (místo O2) a tím dusičnany zredukují, a zároveň odstraní část organického znečištění.

Bude to levnější a ekologičtější

Zatímco tradiční metody odstranění dusíku a fosforu několik bakterií, tak ta nová by to zvládla sama. Z toho vyplívá, že oproti běžným způsobům bude o hodně účinnější.

Vědci také ví, že nový kmen dokáže provozovatelům čistíren ušetřit nemalé peníze. Při odstraňování dusíku- tzv nitrifikaci (přeměna dusíku v amoniakální formě a organické formě na dusičnany) je potřeba neustále reaktor provzdušňovat, které je závislé na spotřebě elektrické energie.

Pokud bakterie tento systém nahradí, ve výsledku se ušetří až 60% elektrické energie, protože čistírna nebude potřebovat provzdušňování. V prospěch nové bakterie je i fakt, že místo produkce skleníkového plynu NO₂, který vzniká při běžném čištění, vytváří z amoniaku jen plynný dusík. Do atmosféry pak neunikají skleníkové plyny, které negativně ovlivňují klima a životní prostředí planety.