Облачные фильтры: роль бактерий в очистке атмосферы

Каким образом они получают питание в условиях тумана и целесообразно ли использовать его для получения влаги.

В большинстве случаев, отдельные капли содержат микроорганизмы лишь эпизодически, примерно менее чем в одном случае из ста . Однако, при объединении всей влаги тумана, концентрация бактерий возрастает до показателей, типичных для естественных водоемов, таких как озера и океаны .

Сколько бактерий живет в тумане

Уже установлено, что воздушные массы переносят бактерии. Однако вопрос заключался в другом: выполняют ли эти микроорганизмы какие-либо функции во время перемещения (например, рост, питание или размножение), либо находятся в состоянии покоя до опускания на землю .

Исследователи из Университета штата Аризона и Университета Саскуэханны провели изучение радиационного тумана. 1] Речь идет о неподвижной, горизонтально расположенной завесе, формирующейся за одну ночь при ясной погоде и отсутствии ветра. В отличие от туманов, образующихся над водными поверхностями, этот тип тумана, как правило, остается локализованным. В течение двух лет исследователи провели анализ 32 эпизодов радиационного тумана, зафиксированных в центральной Пенсильвании . В ходе работы осуществлялся сбор образцов воздуха до начала формирования туманной завесы, во время ее существования и после полного исчезновения . При этом бактерии, находящиеся в сухих аэрозольных частицах, были отделены от микроорганизмов, обитающих внутри жидких капель.

Полученные данные оказались неожиданными даже для сторонников консервативных взглядов. Объем воды, собранный из тумана, содержал приблизительно миллион копий гена бактериальной 16S рРНК в каждом миллилитре . Данный генетический маркер служит индикатором численности бактерий. По концентрации микроорганизмов капли тумана не уступают по плотности океаническим водам . Другими словами, взвешенная взвесь представляет собой не пустоту, а плотно заселенную область.

Убедительные свидетельства существования были получены после того, как утренние лучи солнца пробили туманную завесу. Если бы капли лишь эпизодически собирали микроорганизмы из окружающей среды, то их количество вернулось бы к прежнему уровню. Вместо этого, формирование тумана привело к увеличению концентрации бактерий в воздухе, в среднем на 45% (в некоторых случаях – до 90%). . При этом воздушные потоки практически отсутствовали, что исключало возможность поступления новых «колонистов» извне. Оставалось лишь одно объяснение: микроорганизмы интенсивно размножались непосредственно в составе капель. . И чем теплее, тем активнее шло размножение.

Какие бактерии едят формальдегид

Ключевую роль в тумане играют бактерии рода MethylobacteriumЭти микроорганизмы нередко обнаруживаются на растительности и в почве, однако их предпочтение отдается простым углеводородным соединениям В данном случае источником такого привлекательного угощения для них выступил формальдегид.

Данное летучее соединение широко распространено в окружающей среде: оно образуется при сгорании топлива, при курении и в процессе использования бытовой химии. Содержание формальдегида в атмосферной влаге колеблется от нескольких микромолей в облаках над отдаленными территориями до сотен микромолей в загрязненном городском тумане Формальдегид оказывает раздражающее воздействие на зрительные органы, носовую полость и глотку, а также классифицируется как потенциальный канцероген. Тем не менее, в исследуемых образцах тумана это вещество стремительно распадалось.

После добавления свежей туманной воды в инкубатор, концентрация формальдегида снизилась до практически неопределимых значений , причем скорость его распада была приблизительно такой-то 200 раз выше, чем фиксировали ранее в облаках. Однако, как только исследователи удаляли взвешенные частицы или уничтожали микроорганизмы посредством обработки хлороформом, эффективность очистки существенно замедлилась. Это позволило сделать вывод о том, что детоксикация осуществляется благодаря бактериям

Более того, если бы бактерии использовали формальдегид в качестве источника питания для роста, их масса увеличивалась бы вдвое всего за несколько минут. Вероятно, Организмам требуется затрачивать энергию на нейтрализацию токсичных веществ, вместо того чтобы использовать её для роста и развития .

Можно ли собирать влагу из тумана

В областях с дефицитом влаги уже применяются специализированные конструкции, предназначенные для сбора конденсата и перенаправления его в накопительные емкости . Там, где дожди редкость, это кажется спасением. Но безопасна ли такая вода?

Недавнее научное изыскание не предоставляет однозначного заключения, но указывает на то, что туман не является полностью безопасным. Некоторые его компоненты способствуют очищению окружающей среды, однако другие, включая определенные виды Methylobacterium, при наступлении определенных обстоятельств способны проявлять свойства условных возбудителей заболеваний . Употребление необработанной воды может быть опасным, в особенности для людей с пониженным иммунитетом.

Кроме того, масштабное извлечение тумана потенциально может лишить атмосферу микроорганизмов, выполняющих функцию естественной очистки воздуха.

Почему некоторые бактерии способны перерабатывать нефть и при этом остаются жизнеспособными?

Как грибы очищают природу

Обзор пяти наиболее необычных методов защиты окружающей среды