Modifierade bakterier påskyndar koldioxidlagring i havet i Harvard-studie

Forskare vid Harvard Universitys Wyss Institute har genmodifierat en marin bakterie för å påskynda vittringen av sten i havsvatten, vilket gör att mer koldioxid kan avlägsnas från atmosfären. Resultaten, som publicerades på fredagen i Nature Biotechnology, visar att den modifierade mikroben påskyndade upplösningen av silikatmineralet olivin med 2,6 gånger i specialbyggda bioreaktorer fyllda med obehandlat havsvatten från Boston Harbor.interestingengineering+2

Så fungerar det

Forskarlaget, som leds av Pamela Silver och Michael Springer vid Wyss Institute, modifierade Alteromonas macleodii, en vanlig havsbakterie, till att kontinuerligt producera sideroforer: molekyler som avlägsnar järnoxid (rost) från mineralytor. I naturen oxiderar det järn som frigörs vid olivinvittring och lägger sig som en hinna över mineralet, vilket bromsar ytterligare upplösning och begränsar koldioxidupptaget. Vilda bakterier producerar sideroforer för att ta upp järn, men stänger av produktionen så snart de har tillräckligt för att växa.wyss.harvard+1

"När vilda bakterier har tillräckligt med järn för att växa slutar de helt att producera sideroforer", säger försteförfattaren Neil Dalvie, som ledde det gentekniska arbetet som postdoktor i Silvers laboratorium. "För att möjliggöra ökad vittring i stor skala modifierade vi A. macleodii till att alltid producera sideroforer. Vi kopplade i princip bort sideroforproduktionen från järnnivåerna i miljön."wyss.harvard

Från labbet till pilotskala

Efter lovande resultat i liten skala med eVOLVER-bioreaktorer byggde teamet pilotsystem laddade med flera kilo grön olivinsand nedsänkt i litervis med obehandlat havsvatten. I stabilt driftläge fångade systemet upp 0,5 gram atmosfärisk CO2 per dag. En livscykelanalys utförd i samarbete med Steven Davis grupp vid Stanford Doerr School of Sustainability bekräftade att metoden kan uppnå nettoavskiljning av koldioxid och identifierade de parametrar som krävs för industriell lönsamhet.interestingengineering+1

Vägen framåt

Forskarna tänker sig att odla de modifierade bakterierna i stora öppna bassänger som liknar reningsverk, där havsvatten kontinuerligt pumpas igenom och alkaliskt, koldioxidrikt vatten släpps tillbaka ut i havet. Det fortsatta arbetet kommer att fokusera på att identifiera ekonomiskt bärkraftiga mineralråvaror och undersöka om värdefulla metaller kan utvinnas parallellt med koldioxidlagringen.interestingengineering+1

"Vi tror att denna lättillgängliga, riskfria miljötekniska strategi skulle kunna implementeras på många platser med verkliga resultat för utsläppsminskningar", säger Silver.wyss.harvard