Bakteriyalar va CO2: uglerod iste'mol qiluvchi bakteriyalarning kuchidan foydalanish

TASVIR KREDIT:
Rasm krediti
iStock

Bakteriyalar va CO2: uglerod iste'mol qiluvchi bakteriyalarning kuchidan foydalanish

Bakteriyalar va CO2: uglerod iste'mol qiluvchi bakteriyalarning kuchidan foydalanish

Sarlavha matni
Olimlar bakteriyalarni atrof-muhitdan ko'proq uglerod chiqindilarini o'zlashtirishga undaydigan jarayonlarni ishlab chiqmoqdalar.
    • Muallif:
    • Muallifning ismi
      Kvant davrini bashorat qilish
    • Dekabr 1, 2022

    Aniq xulosa

    Yosunlarning uglerodni singdirish qobiliyati iqlim o'zgarishini yumshatishda eng qimmatli vositalardan biri bo'lishi mumkin. Olimlar issiqxona gazlari chiqindilarini kamaytirish va ekologik toza bioyoqilg'i yaratish uchun bu tabiiy jarayonni uzoq vaqt davomida o'rganib chiqdilar. Ushbu rivojlanishning uzoq muddatli oqibatlari uglerodni ushlash texnologiyalari bo'yicha tadqiqotlarni ko'paytirish va bakteriyalar o'sishini manipulyatsiya qilish uchun sun'iy intellektdan foydalanishni o'z ichiga olishi mumkin.

    Bakteriyalar va CO2 konteksti

    Havodan karbonat angidridni (CO2) olib tashlashning bir necha usullari mavjud; ammo uglerod oqimini boshqa gazlar va ifloslantiruvchi moddalardan ajratish qimmatga tushadi. Barqarorroq yechim - CO2, suv va quyosh nurini iste'mol qilish orqali fotosintez orqali energiya ishlab chiqaradigan suv o'tlari kabi bakteriyalarni etishtirish. Olimlar bu energiyani bioyoqilg'iga aylantirish yo'llarini sinab ko'rishdi. 

    2007 yilda Kanadaning Kvebek shahridagi CO2 yechimlari uglerodni iste'mol qilish va uni zararsiz bo'lgan bikarbonatga aylantirish uchun fermentlarni ishlab chiqaradigan E. coli bakteriyasining genetik muhandislik turini yaratdi. Katalizator bioreaktor tizimining bir qismi bo'lib, u fotoalbom yoqilg'idan foydalanadigan elektr stantsiyalari chiqindilarini ushlab turish uchun kengaytirilishi mumkin.

    O'shandan beri texnologiya va tadqiqot rivojlandi. 2019-yilda AQShning Hypergiant Industries kompaniyasi Eos Bioreactorni yaratdi. Gadjetning o‘lchami 3 x 3 x 7 fut (90 x 90 x 210 sm). U havodan uglerodni ushlab turadigan va ajratadigan, binoning uglerod izini kamaytirishi mumkin bo'lgan toza bioyoqilg'i ishlab chiqaradigan shahar sharoitlariga joylashtirilishi mo'ljallangan. 

    Reaktor Chlorella Vulgaris deb nomlanuvchi mikroalglardan foydalanadi va CO2 ni boshqa o‘simliklarga qaraganda ancha ko‘proq o‘zlashtiradi. Yosunlar quvur tizimi va gadjet ichidagi rezervuar ichida o'sadi, havo bilan to'ldiriladi va sun'iy yorug'lik ta'sirida o'simlik o'sishi va yig'ish uchun bioyoqilg'i ishlab chiqarishi uchun zarur bo'lgan narsani beradi. Hypergiant Industries ma'lumotlariga ko'ra, Eos bioreaktori uglerodni ushlashda daraxtlarga qaraganda 400 marta samaraliroq. Bu xususiyat suv o'tlarini o'stirish jarayonini nazorat qiluvchi, jumladan yorug'lik, harorat va pH darajasini maksimal chiqish uchun boshqarishni ta'minlovchi mashinani o'rganish dasturi bilan bog'liq.

    Buzg'unchi ta'sir

    Aseton va izopropanol (IPA) kabi sanoat materiallari jami 10 milliard dollardan ortiq global bozorga ega. Aseton va izopropanol keng qo'llaniladigan dezinfektsiyalovchi va antiseptikdir. Bu Jahon sog'liqni saqlash tashkilotining (JSST) SARS-CoV-2 ga qarshi yuqori samarali bo'lgan ikkita tavsiya etilgan dezinfektsiyalash vositalaridan biri uchun asosdir. Aseton, shuningdek, ko'plab polimerlar va sintetik tolalar, suyultiruvchi polyester qatronlar, tozalash uskunalari va tirnoqlarni tozalash uchun erituvchi hisoblanadi. Ommaviy ishlab chiqarish tufayli, bu kimyoviy moddalar eng katta uglerod emitentlaridan biridir.

    2022-yilda Illinoys shtatidagi Shimoli-g‘arbiy universiteti tadqiqotchilari uglerodni qayta ishlash bo‘yicha Lanza Tech firmasi bilan hamkorlik qilib, bakteriyalar CO2 chiqindilarini qanday parchalashi va uni qimmatbaho sanoat kimyoviy moddalariga aylantirishi mumkinligini ko‘rishdi. Tadqiqotchilar aseton va IPAni gaz fermentatsiyasi orqali yanada barqaror qilish uchun Clostridium autoethanogenum bakteriyasini (dastlab LanzaTechda ishlab chiqilgan) qayta dasturlash uchun sintetik biologiya vositalaridan foydalanganlar.

    Ushbu texnologiya atmosferadagi issiqxona gazlarini yo'q qiladi va kimyoviy moddalar yaratish uchun qazib olinadigan yoqilg'idan foydalanmaydi. Jamoaning hayot aylanishi tahlili shuni ko'rsatdiki, uglerod-salbiy platforma, agar keng miqyosda qabul qilingan bo'lsa, boshqa usullar bilan solishtirganda issiqxona gazlari chiqindilarini 160 foizga kamaytirish imkoniyatiga ega. Tadqiqot guruhlari ishlab chiqilgan shtammlar va fermentatsiya texnikasi kengayishini kutishmoqda. Olimlar ushbu jarayondan boshqa muhim kimyoviy moddalarni yaratish uchun tezroq protseduralarni shakllantirish uchun ham foydalanishlari mumkin.

    Bakteriyalar va CO2 ta'siri

    CO2 ni ushlash uchun bakteriyalardan foydalanishning kengroq oqibatlari quyidagilarni o'z ichiga olishi mumkin: 

    • Turli xil og'ir sanoat kompaniyalari CO2/ifloslanish ishlab chiqarishni kamaytirish va foydali chiqindilarni ishlab chiqarish uchun ishlab chiqarish korxonalarining o'ziga xos chiqindi kimyoviy moddalari va materiallarini iste'mol qilish va aylantirish uchun ixtisoslashgan biomuhandis suvo'tlari bilan biosfera kompaniyalari bilan shartnoma tuzadi. 
    • Uglerod chiqindilarini ushlash uchun tabiiy echimlar uchun ko'proq tadqiqotlar va moliyalashtirish.
    • Ba'zi ishlab chiqaruvchi kompaniyalar yashil texnologiyalarga o'tish va uglerod solig'i bo'yicha chegirmalarni olish uchun uglerodni ushlaydigan texnologik firmalar bilan hamkorlik qiladi.
    • Ko'proq startaplar va tashkilotlar biologik jarayonlar orqali uglerod sekvestratsiyasiga, jumladan, okeandagi temir o'g'itlash va o'rmonzorlarga e'tibor qaratmoqda.
    • Bakteriyalarning o'sishini soddalashtirish va ishlab chiqarishni optimallashtirish uchun mashinani o'rganish texnologiyalaridan foydalanish.
    • Hukumatlar 2050 yilga kelib o'zlarining sof nol va'dalarini bajarish uchun boshqa uglerod tutuvchi bakteriyalarni topish uchun tadqiqot institutlari bilan hamkorlik qiladilar.

    Ko'rib chiqilishi kerak bo'lgan savollar

    • Uglerod chiqindilarini bartaraf etish uchun tabiiy echimlardan foydalanishning boshqa qanday afzalliklari bor?
    • Mamlakatingiz uglerod chiqindilarini qanday hal qilmoqda?