生物技术专家找到了一种方法来中和废物中硫化氢的气味

来自托木斯克国立大学生物研究所的科学家与俄罗斯科学院联邦生物技术研究中心共同完成了为固体有机废物、废水和垃圾填埋场回收创造有效方法的工作。在该项目中,研究人员准确地确定了哪些细菌是难闻气味的来源,并找到了简单且廉价的中和方法。特别是,可以更换其中一种食品添加剂。研究结果得到了俄罗斯基础研究基金会的资助,并发表在最权威的国际期刊之一《科学报告》(Q1)上。

托国立生物研究所植物生理学项目经理、生物技术和生物信息学系主任奥尔加·卡纳丘克说:“对于全球来讲解决日常和工业废物的有效管理问题非常紧迫,现已有不同的处理方法。在俄罗斯,最常见的方法之一是在垃圾填埋场储存。这些专门的地点散发着难闻的气味,最常见的是硫化氢,附近定居点的居民都会受到这种气味的影响,托木斯克也不例外。

根据文献资料分析,恶臭物质气味中约有50%是硫化氢和挥发性硫化合物,其余为氨气、尿素等。产生硫化氢的微生物属于还原硫酸盐的原核生物,它们是异质的厌氧细菌和古生菌,它们的生命不需要氧气。气味的“罪魁祸首”生活在农场动物的肠道中,在消化食物后,最终成为废料。 为了建立特定类型的硫酸盐还原剂,科学家们分离 DNA 并根据它确定研究对象。但在这种情况下,尽管气味很强烈,但细菌 DNA 的痕迹对于它们的识别来说却是非常小的。

奥尔加·卡纳丘克说到:“决定使用放射性同位素测量过程的活动。放射性同位素被广泛用于检测各个领域的生化过程,例如在医学领域以评估肿瘤的大小和类型。事实证明,废物中的微生物很少,但它们非常活跃。这些细菌迅速还原硫酸盐,随后形成硫化氢。这些中和过程的特征以及确保其强度的因素尚不清楚。我们假设不同类型农场动物(猪、鸡、牛等)的排泄物产生硫化氢的机理是相同的”。

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由于多种研究方法的结合,科学家们仍然设法找到了气味的“罪魁祸首”结果证明是脱硫弧菌。中和它的方法就是使用抑制剂,可以抑制生理过程发展的化合物。然而,对于环境而言,这种方法不够环保,生物技术人员已经能够找到其他方法。

其中之一是改变动物的营养。例如,赖氨酸现在以硫酸盐的形式作为食品添加剂,也可作为硫酸盐还原菌的食物。赖氨酸是一种必需氨基酸,对酶和激素的产生以及骨骼和肌肉的形成都很重要。为了给动物提供必要的物质,将赖氨酸的硫酸盐替换为其他化合物,例如赖氨酸氯化物就足够了。这将剥夺细菌所需的食物和硫化氢形成的来源。

此外,动物垫料中还使用微溶性硫酸盐(硫酸钙、石膏),以避免水分过多。改变垫料中的干燥添加剂也可以显著降低恶臭的强度。

科学家在俄罗斯基础研究基金项目(18-29-25041) 中进行的研究结果在文章中已进行了介绍,该文章属于公共领域。如果需要,任何致力于高效和环保废物管理的农业企业都可以将托国立生物技术专家的建议和意见付诸实践。

补充道,目前,来自托木斯克国立大学的科学家和合作伙伴正在实施另一个重要项目,以研究农业和区域动物(骆驼、牦牛、布里亚特马和驯鹿)动物的微生物组。这些大规模研究旨在解决为人群提供不含抗生素耐药性微生物的安全产品的问题。 该研究是在俄罗斯基因技术发展计划的支持下进行的。俄罗斯联邦教育和科学部支持的“与农场动物和动物源产品相关的微生物和微生物群落的大规模搜索及研究”项目的国家资助金额(编号 FP-0010-8201 -1374),超过3.2亿卢布,有3200万筹集的预算外资金的支持。