Heinäkuu 10, 2025
Jätevesi
Quorum Sensing: Bakteerimaailman puheenaihe
19-luvun lopulla ja 20-luvun alussa jätevedenpuhdistamot nousi näkyvästi esiin kaikkialla maailmassa.
Ajan myötä on kehitetty erilaisia teknologioita ja käsittelyratkaisuja jäteveden tehokkaaseen käsittelyyn.
Ensisijainen tavoite on aina ollut ympäristön suojeleminen ja ihmisten terveyshaittojen ehkäiseminen.
Erilaisia tutkimuksia on tehty viime vuosikymmenten aikana.
Yksi kiehtovista löydöistä koski Quorum Sensing -teknologiaa, josta on tullut bakteerimaailman puheenaihe.
Kuten ehkä jo tiedät, jätevedenpuhdistuksessa on kolme vaihetta: fysikaalinen, biologinen ja kemiallinen käsittely.
Näistä biologinen jätevedenkäsittely on tärkein prosessi ei-toivottujen myrkkyjen, epäpuhtauksien ja muiden haitallisten aineiden poistamiseksi jätevedestä.
Saatat myös tuntea mikrobien roolin jätevedenpuhdistuksessa, kun ne hajottavat orgaanisen aineksen kokonaan.
Jäteveden käsittelymenetelmiä on kaksi: aerobinen ja anaerobinen, jossa mikrobit vaikuttavat jätteeseen hapen läsnä ollessa ja ilman sitä.
Mutta tiesitkö, että nämä pienet ja voimakkaat mikrobit voivat kommunikoida keskenään?
Kyllä he tekevät.
Mitä on koorumin tunnistus?
Teknisesti, Quorum Sensing on mikrobiyhteisön kommunikaatiotapa, joka auttaa säätelemään ekologista ja fysiologista käyttäytymistä tietyn fysiologisen toiminnon saavuttamiseksi., jota yksi bakteeri ei pysty suorittamaan.
Yksinkertaisesti sanottuna Quorum Sensing on kemiallinen kieli, joka auttaa bakteeriyhteisöä keskustelemaan keskenään ja helpottaa ryhmäkäyttäytymistä.
Tämä tarkoittaa, että mikrobit käyttävät kemiallisia signaaleja tai geenien ilmentymistä ryhmän toiminnan seuraamiseen ja koordinointiin.
Jätevedenpuhdistusprosessissa äänestää suuri määrä mikrobeja, ja jos kaikki äänet ovat yksimielisiä, tapahtuu erityisiä toimia.
Asiantuntijat uskovat, että tällä ilmiöllä on merkittävä rooli biofilmin ja rakeisen lietteen muodostumisessa.
Lisäksi voi olla tärkeää tehostaa bakteerien aktiivisuutta biologinen jätevedenkäsittelyprosessi.
Koorumin tunnistustekniikan löytäminen
1970-luvulla Nelson ja Miller ehdottivat ensimmäisenä quorum sensing -menetelmää, jossa he löysivät bakteerien välisiä vuorovaikutuksia tutkiessaan kahta bakteeria. Streptococcus pneumoniae ja Vibrio fischeri.
Myöhemmin Quorum Sensing vakiintui kahdessa meribakteerissa, Vibrio fischeri ja Vibrio harveyi.
Havaittiin, että kemiallinen signalointimolekyyli, joka tunnetaan ns. autoindusoija vapautettiin bakteerien välistä kommunikointia varten.
Käyttämällä erityyppisiä signalointimolekyylejä bakteerit säätelevät geenien ilmentymistä erilaisissa toiminnoissa, mukaan lukien patogeneesi, bioluminesenssi, liikkuvuus ja biofilmin muodostuminen, jätevedenkäsittelyssä.
Koorumin tunnistus – QS-järjestelmät voidaan jakaa seuraaviin luokkiin:
- Asyylihomoseriinilaktonien – AHL:ien – välittämät gramnegatiiviset järjestelmät
- Diesterifurboraatin – AI-2:n – välittämät gramnegatiiviset ja positiiviset bakteerit
- Grampositiiviset bakteerit välittyvät autoindusoivan peptidin – AIP:n – kautta
- Muita signaalimolekyylejä ovat diffundoituva signaalitekijä (DSF), autoinduktori 3 (AI-3) ja diguanylaattimonofosfaattisyklinen di-GMP, toinen lähetti.
Jätevedenkäsittelyssä AHL:t ovat tärkein löydetty signalointimolekyylityyppi.
Koorumimittauksen merkitys jäteveden käsittelyssä
Jätevedessä biofilmillä on ratkaiseva rooli mikrobien kasvussa ja selviytymisessä.
Ne auttavat bakteereja sietämään puhdistamojen ympäristöpaineita ja luovat ympäristön, jossa bakteerit voivat menestyä.
Useat tutkimukset ovat osoittaneet merkittävän korrelaation biofilmien ja koorumin tunnistavien signaalimolekyylien, erityisesti AHL:ien, välillä.
Tutkimuksen alkuvaiheissa mutatoituneita bakteerikantoja tuotettiin poistamalla QS-signaali.
Se osoitti, että bakteerit rikkoivat biofilmin.
Myöhemmin lisättiin AHL-signaalimolekyyli, joka stabiloi biofilmiä.
Lisätutkimukset ovat osoittaneet, että optimaalinen määrä AHL-yhdisteitä voi parantaa bakteeripopulaation välistä kommunikaatiota ja parantaa epäpuhtauksien poistoprosessia.
Joitakin jätevedenpuhdistamoissa tunnistettuja QS-bakteereja ovat anaerobiset ammoniumia hapettavat bakteerit, ammoniakkia hapettavat bakteerit ja nitriittiä hapettavat bakteerit (NOB).
Nykyään väestöräjähdyksen, nopean kaupungistumisen ja massiivisen teollistumisen vuoksi jätevedenpuhdistamot ovat kohtuuttoman kuormituksen alla.
Kotitalouksien, teollisuuden ja maatalouden tuottaman jätteen valtava määrä on kuormittanut puhdistamoita merkittävästi.
Siksi on kiireellisesti tarpeen innovatiivisille ratkaisuille, jotka perustuvat uusimpiin tieteellisiin tutkimuksiin ja löytöihin, kuten Quorum Sensingiin.
Organica Biotech on yksi johtavista yrityksistä, joka on kehittänyt edistyneet biologiset käsittelyratkaisut jäteveden käsittelyyn, vuosien omistautuneen tutkimuksen tulos alalla.
Cleanmaxx on yksi tällainen tehokas ratkaisu jäteveden käsittelyyn.
Se koostuu erittäin tehokkaasta sekoituksesta heterogeenisiä mikrobeja, jotka kykenevät hajottamaan epäpuhtauksia yksinkertaisiksi yhdisteiksi.
Jauhemuodossa mikrokapseloituna se edistää suurta biomassan muodostumista ja nopeuttaa COD/BOD-vähennystä.
Yksi Cleanmaxxin kohokohdista on, että se pystyy tunnistamaan, mukauttamaan ja käsittelemään jätevettä tehokkaasti; siksi sitä käytetään monilla eri teollisuudenaloilla.
Lisää resursseja jäteveden käsittelystä:
Viimeisimmät blogit
