Обогащение воды за счет чрезмерного количества питательных веществ в прибрежной среде, явление, известное как эвтрофикация, является серьезной проблемой для многих прибрежных районов по всему миру. Дополнительные питательные вещества, обычно в результате антропологических изменений в азотном цикле (например, сельскохозяйственных стоков), откладываются на морское дно, вызывая несбалансированную систему и оказывая пагубное воздействие на водную среду. Эти эффекты часто проявляются в виде цветения водорослей, которое может быть вредным как для людей, так и для водных животных в этом районе. Поскольку эвтрофикация увеличивается в прибрежных районах по всему миру, методы борьбы с ее последствиями пользуются большим спросом.
Исследователи добились ограниченного успеха с различными методами удаления азота. Промывка часто неэффективна для удаления загрязняющих веществ, поскольку она не достигает источников глубоко в донных отложениях. Эвакуация может создать новые экологические риски, когда отложения переносятся с территории. А рециркуляция с денитрификацией может иметь низкую эффективность удаления загрязнений.
Анаэробное окисление аммония (анаммокс) бактериями считается рентабельной альтернативой, которую можно проводить «на месте», но его эффективность и взаимодействие с другими микробами неясны. Это то, над чем работало сотрудничество между Университетом Кумамото и VIMS.Исследователи использовали отложения из пруда с креветками на юге Японии и сравнили удаление азота между немодифицированным образцом (SB-C) и образцом с повышенным количеством местных морских анаммокс-бактерий (MAB) (SB-AMX). Образцы донных отложений прошли четыре фазы за 285 дней.
К концу экспериментов исследователи обнаружили, что для процветания анаммокс-бактерий необходимы добавки бикарбоната и высокое содержание азота.Исследователи также оценили состав других микробных колоний в образцах донных отложений, чтобы выявить какие-либо симбиотические или неблагоприятные отношения. Они обнаружили, что микробные сообщества двух образцов сильно различались.
Относительно большое количество сероокисляющих бактерий (SOB) было обнаружено на дне SB-C, а большее количество сульфатредуцирующих бактерий (SRB) было обнаружено в SB-AMX. Поскольку соединения, производимые SRB, токсичны для анаммокс-бактерий, считается, что SRB является причиной низкой эффективности восстановления азота в обоих образцах в разное время в эксперименте. SOB, с другой стороны, полезен, потому что удаляет соединения серы, токсичные для бактерий анаммокс. Кроме того, другие исследователи отметили, что SOB можно стимулировать добавлением бикарбонатов, подобных тому, который был добавлен в третьей фазе этого эксперимента.
«Наше исследование показывает, что синергетический эффект может быть достигнут между SOB и анаммокс-бактериями, просто добавив бикарбонат», — сказал руководитель проекта доктор Ясунори Кавагоши из Университета Кумамото. «Еще предстоит проделать большую работу, прежде чем мы сможем опробовать эту технику в природе, но мы считаем, что она дает многообещающие перспективы уменьшить ущерб, нанесенный в районах с высокой степенью эвтрофикации».