Je leest:

Bacteriën kunnen alles – als ze samenwerken

Bacteriën kunnen alles – als ze samenwerken

Auteur: | 16 september 2005

Bacteriën die een met benzeen vervuilde bodem schoonmaken. Het is maar één van de vele toepassingen van exotische micro-organismen. ‘De biologische productie van waterstof wordt onderschat.’

Bij het Wageningse Laboratorium voor Microbiologie heeft prof. dr. Fons Stams een zwak voor bacteriën die anders dan anders doen. Het lijkt typisch universitair en fundamenteel, een voorliefde voor exotische microbiologische omzettingen. Niets is minder waar. Het onderzoek van de groep van Fons Stams aan samenwerkende anaërobe micro-organismen die metabole routes delen is een bron van toepassingen. Biologische waterstofproductie, afvalwaterzuivering en bodemreiniging zijn enkele voorbeelden.

Samenwerkende bacteriën worden optimaal benut in anaërobe biologische afvalwaterzuivering. Zonder zuurstof breken micro-organismen hier organisch materiaal af tot methaan. Met de verbranding van dit biogas is vervolgens weer stroom op te wekken. Dit proces is een stuk compacter dan de traditionele aërobe zuivering. Voor de werking van een zuiveringsreactor is het essentieel dat de bacteriën slibkorrels vormen, dit proces is nog goeddeels onbegrepen.

In Wageningen gaat dr. Caroline Plugge samen met een promovendus na welke genen de bacterie Syntrophobacter en de samenwerkende methanogenen aan- of uitschakelen wanneer ze overgaan tot het vormen van slibkorrels. Normaal groeien de micro-organismen in suspensie, maar onder bepaalde omstandigheden klitten ze aan elkaar. Het is een logische stap voor samenwerkende bacteriën, door samen te klitten houden ze de afstand die stofwisselingsproducten moeten afleggen zo klein mogelijk. In de slibkorrels ontstaan kanalen die nodig zijn voor de aanvoer van substraat en de afvoer van de gevormde gassen.

Benzeen opruimen

Vervuilde bodems schoonmaken met anaërobe bacteriën is een andere veelbelovende techniek van het anaërobe microbiële onderzoek. In bodems is zuurstof schaars, dus zijn anaërobe bacteriën de meest aangewezen micro-organismen om de klus te klaren. Stams richt zich onder meer op de zuurstofloze afbraak van benzeen, een veel voorkomende gifstof in de bodem. ‘We weten dat anaërobe bacteriële afbraak van benzeen mogelijk is, wij en andere onderzoeksgroepen hebben het waargenomen. Alleen weten we nog niet welke bacteriën er exact bij betrokken zijn.’

Stams en collega’s beschreven vorig jaar een unieke vorm van anaërobe benzeenafbraak. Ze ontdekten dat tijdens de microbiële reductie van chloraat zuurstof vrijkomt. Deze zuurstof wordt vervolgens gebruikt voor de afbraak van benzeen. ‘We weten nog niet hoe dat proces precies verloopt. We vermoeden dat er zuurstof van de ene naar de andere bacterie overgedragen wordt. De gemeten anaërobe afbraaksnelheid van benzeen met chloraat is in ieder geval vergelijkbaar met gerapporteerde aërobe afbraaksnelheden.’

Praktisch gesproken zou bodemreiniging neerkomen op het injecteren van chloraat, al dan niet samen met benzeenafbrekende bacteriën, op een locatie die verontreinigd is met benzeen en andere aromatische koolwaterstoffen. Hoewel een subsidieaanvraag voor verder onderzoek is afgewezen, verwacht Stams dat de methode zeker zal werken. Hij verwijst bijvoorbeeld naar proeven die TNO ermee doet.

TNO heeft op het terrein van de voormalige geur- en smaakstoffenfabriek Flebo in Hoogezand benzeen uit het grondwater verwijderd door nitraat te injecteren. Het zuurstofrijke molecuul stimuleert de biologische afbraak van benzeen. TNO heeft nieuwe proeven op stapel staan met chloraat.

Brandstofcel

Stams en collega’s werken ook aan de microbiologische productie van waterstof. De belofte van waterstof is natuurlijk de schone brandstofcel, die stroom opwekt door waterstof met zuurstof te laten reageren en als afval slechts water produceert. Het grootste probleem is om op grote schaal, goedkoop waterstof te maken. Waterstof is een tussenproduct bij de microbiële vorming van methaan. De uitdaging is om waterstofvorming en methaanvorming zodanig te ontkoppelen dat veel waterstof en geen of weinig methaan gevormd wordt.

Stams is voorzitter van een Nederlands platform dat de biologische productie van waterstof wil stimuleren (http://www.biohydrogen.nl). ‘Ik heb de indruk dat het potentieel voor de biologische productie van waterstof sterk onderschat wordt. Alle aandacht gaat naar de omzetting van fossiele brandstoffen naar het waterstofhoudende synthesegas. In Nederland wordt alles meteen doorgerekend. Dan is het al gauw: die bacteriën, dat gaat veel te langzaam. Puur economisch bezien kan de biologische waterstofproductie op het ogenblik niet concurreren met chemische alternatieven, maar het is wel schoner en duurzamer.’

Dit artikel is een publicatie van Bionieuws.
© Bionieuws, alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 16 september 2005

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.