6404670985

7/(II)/2012

BioLetyn    Ścieżki wiedzy...

Str. 7

moksosomem, czyli przedział otoczony membraną, pozbawiony rybosomów i chromosomów. Prawdopodobnie służy on do ochrony wnętrza komórki przed toksycznymi produktami pośrednich przemian biochemicznych, utrzymywania odpowiedniego stężenia ważnego enzymu - oksydoreduktazy hydroksyloaminy oraz utrzymywania gradientu stężeń. Odkryto, że globalnie 30-50% azotu gazowego uwalniane jest w ubogich w tlen strefach oceanicznych, za co odpowiadają bakterie anammox [1],

Połączenie procesów częściowej nitryfikacji i anammox do biologicznego usuwania azotu ze ścieków pozwala na obniżenie kosztów w stosunku do tradycyjnego systemu nitryfikacji-denitryfikacji. Związane jest to przede wszystkim z ograniczeniem napowietrzania oraz brakiem konieczności dozowania zewnętrznego źródła węgla dla bakterii denitryfikujących. Niewątpliwą zaletą jest również znaczne zmniejszenie ilości osadu nadmiernego oraz redukcja emisji C0₂ do atmosfery

[2]. Lecz na tym nie kończy się zastosowanie bakterii anam-mox. Trwają badania nad wykorzystaniem ich niezwykłych właściwości w... rakietach kosmicznych. Okazuje się bowiem, że w procesie beztlenowego utleniania amoniaku ważnym produktem pośrednim jest hydrazyna - substancja wykorzystywana jako wysokoenergetyczne paliwo rakietowe. Stosuje się ją przede wszystkim w paliwach hipergolowych, czyli takich których składniki, w momencie zmieszania samoczynnie się zapalają. Łączona jest najczęściej z kwasem azotowym lub tetratlenkiem diazotu. Hydrazyna (N₂H₄) jest trującą, łatwopalną cieczą wykazującą właściwości rakotwórcze, a jej obecność w mikrobiologicznym świecie w stanie wolnym jest unikatowa [3].

Nic więc dziwnego, że tuż po odkryciu mikroorganizmów anammox, naukowcy i inżynierowie z NASA zainteresowali się możliwościami, jakie oferują ich beztlenowe procesy metaboliczne. Odkrycie zaciekawiło NASA, ponieważ składniki potrzebne do wytwarzania paliwa występują w sporych ilościach w... ludzkim moczu. Astronauci na statku kosmicznym nie tylko nie musieliby się martwić usuwaniem nieczystości z rakiety, ale wręcz sami dostarczaliby substancji potrzebnych do produkcji paliwa! Niestety okazało się,że wykorzystanie tych bakterii w skali technicznej jest nieekonomiczne. Wynika to z powodu ich niskiej szybkości wzrostu i niewielkiej ilości produkowanej hydrazyny. Obecnie trwają badania nad usprawnieniem procesu przetwarzania amoniaku w paliwo rakietowe. Zespół profesora mikrobiologii - M. Jettena- z holenderskiego Radboud Universiteit Nijmegen odkrył i wyizolował białko odpowiedzialne za wytwarzanie hydrazyny z amoniaku oraz tlenku azotu. Naukowcy analizują jego budowę i funkcje oraz gen, który je koduje. Prawdopodobnie zostaną wprowadzone modyfikacje w DNA lub odpowiedni fragment kodu genetycznego zostanie przeniesiony do innego gatunku bakterii, którym uda się przeprowadzić ten sam proces sprawniej. Profesor Jetten twierdzi, że to tylko kwestia czasu, kiedy produkcja hydrazyny w procesie anammox zostanie wykorzystana na dużą skalę [4,5].

Chociaż proces anammox i bakterie za niego odpowiedzialne zostały nie tak dawno odkryte, to już znalazły zastosowanie w technologii oczyszczania ścieków i dają duże nadzieje na dalsze ulepszenia technologiczne. Dokładny mechanizm procesu wciąż nie jest do końca poznany i może okazać się wdzięcznym polem do dalszych badań.

anammox reactor, KU Nijmegen

Rys. 2. Reaktor procesu anammox uniwersytetu w Nijmegen [7]

[1]    Cema G., Czerska B., Grabińska-Sota E., Kalka J., Miksch K., Sikora J.,Surmacz-Górska J., Żabczyński S.: Przemiany związków azotu, Biotechnologia ścieków, 50-52,64-66, 2010

[2]    http://dolinabiotechnologiczna.pl/badania-i-rozwoj/aby-zadbac-o-srodowisko-%E2%80%94-anammox/

[3]    http://pl.wikipedia.org/wiki/Hydrazyna

[4]    http://odkrywcy.pl/kat,111398,title,Paliwo-rakietowe-z-moczu,wid,13871884,wiadomosc.html?smg4sticaid=6e2f7

[5]    http://www.eureknews.pl/index.php/technologie-

przyszlosci/596-paliwo-ra kietowe-z-bakterii.html

[6] http://www.mpibremen.de/en/Research_Projects_16.htm

[7]    http://en.wikipedia.org/wiki/Anammox