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微生物似乎真的無所不能。從光合作用的發明到不需要陽光的生命週期——甚至在極端輻射下生存——最極端的微生物幾乎在科學家尋找的任何地方都能茁壯成長。現在,微生物學家又為微生物的武器庫增加了兩項與能源相關的技巧。
在本週的歐洲普通微生物學會會議上,來自埃塞克斯大學的理查德·約翰遜及其同事將展示研究,表明特定的細菌混合生態系統可以生存下來,並清理一種最致命的人造環境:從油砂中提取石油的殘留物。
提取這種重油並進行提煉會產生大量有毒廢物,特別是含有環烷酸的水(環烷酸是凝固汽油彈的秘密成分之一)。在加拿大阿薩巴斯卡地區——油砂工業的主要所在地——當地的池塘中至少積聚了十億立方米的這種汙染水。
該怎麼辦?約翰遜說,釋放細菌。微生物可以在幾天內將環烷酸分解成更良性的副產品,而不是自然分解所需的十年或更長時間。這可以減少生產油砂石油對環境的影響,據估計,油砂石油的儲量為 3.6 萬億桶(是已知常規石油儲量的兩倍)。
然而,這並沒有解決另一個相關的副產品:燃燒石油時排放的溫室氣體引起的氣候變化。也許微生物也可以在這方面提供幫助(畢竟,在人類出現之前,它們是大氣成分的負責人)。
事實證明,以食物中毒而聞名的大腸桿菌在清理另一種潛在重要但致命的能源方面做得相當出色:放射性廢物。伯明翰大學的琳恩·麥卡斯基及其同事在同一次會議的另一場演講中展示了大腸桿菌如何與一種廉價且廣泛使用的化學物質(肌醇磷酸酯)結合使用,從礦山的汙染水中回收鈾。
基本上,大腸桿菌分解化學物質並釋放磷酸鹽,然後磷酸鹽與鈾結合,並在細胞外部形成可以收穫的沉澱物。
研究人員估計,這種回收的鈾的成本約為每剋核燃料元素 15 美分。但它也提供了環境保護優勢,從礦山尾礦中去除放射性物質。該過程甚至可以用於乏燃料棒和其他核廢料。
圖片來源:美國農業部農業研究服務 / 照片由 Eric Erbe 拍攝,Christopher Pooley 進行數字著色