Ученые из Федерального Исследовательского Центра по Биотехнологии Российской академии наук провели исследование, которое выявило, что бактерии Accumulibacter, используемые для очистки сточных вод от фосфатов, обладают способностью расти на разнообразных органических субстратах, включая органические кислоты и аминокислоты. В ходе исследования было установлено, что наиболее эффективным субстратом для этих бактерий является ацетат, который представляет собой соль летучей органической кислоты. При использовании таких субстратов бактерии активно поглощают фосфаты из окружающей среды. Эти результаты помогут определить оптимальные условия для культивации бактерий, участвующих в процессе очистки сточных вод от фосфорных загрязнителей. Данное исследование было опубликовано в журнале Water.
Для удаления фосфатов из сточных вод, которые часто содержатся в них в результате использования моющих средств и сельскохозяйственных удобрений, широко применяются бактерии из семейств Accumulibacter, Tetrasphaera и Dechloromonas. Эти микроорганизмы способны эффективно абсорбировать соединения фосфора из окружающей среды и сохранять их внутри своих клеток. Эффективность этого процесса зависит от наличия питательных веществ для бактерий, таких как органические соединения, например аминокислоты или соли летучих жирных кислот (такие как ацетат, пропионат и бутират). До проведения этого исследования оставалось неизвестным, какие органические вещества наиболее подходят для микроорганизмов, участвующих в удалении фосфора из сточных вод, что могло бы содействовать оптимизации биологической очистки. В рамках данного исследования, ученые из ФИЦ Биотехнологии РАН анализировали микробные сообщества, включая микроорганизмы Accumulibacter, для определения наилучших субстратов для их роста и увеличения способности к накоплению фосфора. В ходе исследования состав питательных сред был изменен, варьируя органические соединения, которые служили источником углерода и энергии для бактерий. Было измерено количество накопленного фосфора бактериями, а также скорость их дыхания, что позволило определить, какие субстраты наиболее предпочтительны для этих микроорганизмов. Эксперименты показали, что бактерии Accumulibacter способны быстро использовать 8 из 17 исследованных органических веществ в качестве источника энергии, при этом ацетат оказался наиболее эффективным субстратом, что приводит к активному поглощению фосфатов. Полученные результаты указывают на то, что новые субстраты могут быть пригодны для использования в процессе биологической очистки сточных вод от фосфора. Николай Пименов, доктор биологических наук и заведующий лабораторией реликтовых микробных сообществ ФИЦ Биотехнологии РАН, комментирует результаты исследования, отмечая, что многие из проверенных субстратов могут быть менее эффективными, чем ацетат, но также способствуют значительному усвоению фосфатов бактериями Accumulibacter. В целом, данное исследование может внести вклад в улучшение методов биологической очистки сточных вод от фосфоросодержащих загрязнителей.