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益生菌帮助杨树净化受污染的地下水

2019-06-05 96细菌益生菌的作用

研究背景

树木有能力捕捉和清除土壤中的污染物,并通过植物的自然过程降解它们。树木的益生菌可以加快自然循环的速度和效率,帮助保护树木免受污染物的毒性影响,并分解植物从受污染的地下水中带入的毒素。

华盛顿大学的研究人员进行了第一次大规模实验使用富含益生菌或自然微生物的杨树,清理污染的地下水三氯乙烯(TCE),TCE是工业领域中的一种常见的污染物,对人类有害当摄入通过水或吸入的空气。他们的研究结果发表在《环境科学与技术》杂志上。

作者Sharon Doty教授说表示:“我们从实验室研究中早就知道了这个过程,但由于没有现场结果,还没有在实践中使用。现在,工程公司可以开始在现实生活中使用它。”

益生菌帮助杨树净化受污染的地下水

研究内容

当使用工程方法,如挖掘或从地下抽取毒素时,含有TCE和其他污染物的污染场所的清理费用可能很高。因此,许多地方没有得到处理。这种新方法可以更有效地处理受污染的场所,通常成本更低,从而促进人类健康。

Doty的实验室致力于寻找能够有效分解TCE并促进树木生长的最佳微生物菌株。曾在华盛顿大学读研究生的Jun Won Kang从中西部的一个地方获得了杨树木材,那里的树木已经生长在受TCE污染的土壤中。在碾碎树木的小样本并分离出100多种不同的微生物后,每一株都被放入一个含有高水平TCE的烧瓶中。

最终被选中的微生物几乎消除了瓶中所有的TCE。研究人员找到了一个明显的菌群。Doty解释说:“在中西部较老的地方,杨树选择了最好的微生物来帮助它完成工作。”“我们利用了自然选择的过程。我们必须找到植物已经选择的最好的品种。”

益生菌帮助杨树净化受污染的地下水

转化应用

污染物TCE作为脱脂剂和溶剂在全国工业生产现场得到了广泛的应用。美国环境保护署(U.S. Environmental Protection Agency)称,TCE是土壤或水中最常见的污染物之一,该机构列出的1000多个重点清理地点都存在TCE。TCE是一种已知的致癌物,对人类的肝脏有影响,甚至通过母亲的母乳将毒素转移到婴儿身上。

鉴于TCE的患病率和毒性,研究人员与美国国家航空航天局艾姆斯环境部门合作,在一块已知的被TCE污染的地下水柱上方的土地上种植了成排的杨树幼树,其中一些树接种了特定的微生物,另一些没有接种。仅仅一年之后,没有经过特殊处理的杨树就比那些被注入微生物的树更大更健康。三年后,接种疫苗的树木更加健壮,树干样本显示,树木内部的TCE水平大大降低。

当树木吸收并降解被称为植物修复的化学物质时,往往会以损害自身健康为代价。这表现为生长迟缓,黄叶,枯萎的棕色树叶和树枝,有时死亡,因为污染物阻碍了树木的生存能力。但是,当专门用来处理这种毒素的微生物被引入时,树木就会破坏TCE,并经历更强劲的生长和更高的存活率,这显然是益生菌的好处。

此外,研究人员还发现,直接从测试地点下游抽取的地下水样本中,毒素水平要低得多,而从测试地点上游提取的毒素水平要高得多。他们还发现了杨树根部周围土壤中氯离子增加的证据。氯离子是一种无害的自然存在的元素,是TCE被树木内的细菌降解时产生的副产品

研究报告的撰写者之一、美国宇航局研究园区Intrinsyx技术公司的首席科学官约翰·弗里曼说,许多组织都表示有兴趣使用这项技术。由于传统清理方法成本高昂,土地所有者开始使用这项技术

弗里曼说:“这有可能对许多地下水受到污染的遗留地区产生巨大影响,包括TCE,而这些地区目前的资金较少。”“对所有相关人员来说,这无疑是一笔巨大的成本节约。这是一个真正的双赢局面,因为它是绿色的,长期可持续的,公众可以接受,而且它是由树木本身提供太阳能的。

益生菌帮助杨树净化受污染的地下水

引用

University of Washington. "Probiotics help poplar trees clean up contaminated groundwater." ScienceDaily. ScienceDaily, 14 August 2017.
www.sciencedaily.com/releases/2017/08/170814161955.htm.

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