Фосфор – элемент, играющий ключевую роль в росте растений. В сельском хозяйстве он используется в составе многих минеральных удобрений. В то же время фосфор, содержащийся в сточных водах — серьезный загрязнитель, который при попадании в водоемы нарушает баланс экосистем и вызывает цветение водорослей. Ученые Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» и Южного федерального университета предложили новый экологичный способ выделения фосфора из сточных вод с помощью фотосинтезирующих микроорганизмов.
Фототрофные микроорганизмы используются для получения третьего поколения биотоплива, ценных биологически активных веществ — антиоксидантов, противовоспалительных и противоопухолевых препаратов. Их биомасса используются в пищевой промышленности. Кроме того, микроводоросли и цианобактерии применяются для очистки сточных вод для удаления различных биогенных элементов, тяжелых металлов и органических соединений.
В лаборатории синтетической биологии Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» разработали новый штамм цианобактерии Synechocystis sp. Модифицированный микроорганизм способен поглощать из среды в три раза больше фосфора, чем обычный штамм. Результаты работы опубликованы в журнале Bioresource Technology.
«Полученные нами трансформированные цианобактерии эффективно поглощают фосфор и накапливают его внутри собственных клеток. Затем биомассу бактерий можно использовать виде добавки к стандартному сырью для изготовления биоугля», — рассказала Анна Мельникова, младший научный сотрудник Курчатовского геномного центра.
Биоуголь — продукт переработки органических отходов, в первую очередь — лесопромышленности и АПК. Благодаря своей пористой структуре в сельском хозяйстве он обычно используется как добавка в почву: в плотных почвах улучшает дренаж, в сухих — водоудержание.
«В нашем случае обычный биоуголь превращается в обогащенное фосфором биоудобрение, содержащее до 22,5 грамма доступных растениям фосфатов на 100 грамм конечного продукта. Таким образом мы предложили решение сразу двух проблем: очистки сточных вод от избытка фосфора и создания эффективных удобрений из возобновляемых источников» — пояснила Мельникова.
Полученный штамм цианобактерии обладает стабильными свойствами, его можно культивировать в неограниченных количествах. Разработка НИЦ «Курчатовский институт» оформлена патентом.