Benzen na cenzurowanym

Rakotwórcza substancja jaką jest benzen, może poważnie wpłynąć na gleby i wody gruntowe w wyniku skażeń chemicznych lub wycieku ze starych obiektów przemysłowych. Istnieją jednak bakterie, które mogą obniżyć poziomy tego związku w glebie.

Dzięki nowoczesnym procedurom analitycznym, naukowcom z Helmholtz Centre for Environmental Research (UFZ) udało się po raz pierwszy zrobić znaczące postępy w śledzeniu drogi, którą przemierza ta szkodliwa substancja.

Ślady chemikaliów są ciągle widoczne, na przykład, na terenie dawnej fabryki Zeit w Niemczech, która została zbombardowana w czasie wojny, i z której szkodliwe substancje przeniknęły do gleby i do wód gruntowych.

Benzen jest rakotwórczy i szkodliwy dla ośrodkowego układu nerwowego. Wyższe stężenie może prowadzić nawet do paraliżu dróg oddechowych.  Związek ten wchodzi w skład produktów z tworzyw sztucznych, żywic do pestycydów, farb i benzyny.

Od wielu lat naukowcy z UFZ badają możliwości rekultywacji terenów, których dotyczy skażenie bezenem. Martin von Bergen, Kierownik Zakładu Proteomiki w UFZ mówi: ,,W Niemczech mamy już pewność, że skala tego problemu spada. W Chinach jednak zanieczyszczenie rośnie. W listopadzie 2005 roku, około 100 ton benzenu spłynęło do rzeki Songhua, na skutek awarii w zakładzie chemicznym.” 

Istnieją jednak bakterie, które mogą zdegradować nawet tak duży poziom zanieczyszczenia, pod warunkiem, że będzie dostępna wystarczająca ilość tlenu.

Nowe badania naukowców z Departments of Soil Ecology, Environmental Microbiology, Isotope Biogeochemistry i Proteomics pokazały szczegółowy obraz tej strategii walki ze skażeniem benzenem.

Degradacja benzenu wymaga współpracy wielu mikroorganizmów z różnymi zdolnościami

Naukowcy pobrali próbki wody, które wypływały spod ziemi na terenie fabryki Zeit. Przeprowadzono analizę izotopową, która opiera się na istnieniu dwóch różnych izotopów węgla: lżejszego 12C i cięższego 13C. 

Naukowcy znacznie wzbogacili cięższą wersję, następnie zbadali w jakim stopniu organizmy bakteryjne uwzględniają ten izotop w swoich białkach. Dzięki tym badaniom można określić grupy bakterii.

Analizy te ujawniają informacje na temat metabolizmu poszczególnych organizmów bakteryjnych.

Naukowcy zidentyfikowali więc trzy grupy: pierwszą, gdzie zawartość 13C wzrasta, drugą, gdzie większe stężenie izotopu w białkach występuje tylko po dłuższym okresie, i trzecią, gdzie stężenie 13C pozostaje na niskim poziomie przez cały czas.

Naukowcy wiedzą teraz więcej na temat różnic pomiędzy zespołami bakterii, tak więc do degradacji benzenu będą używać etylu i wodoru. Muszą oni jednak uwolnić obydwie substancje, ponieważ hamują one metabolizm. Tutaj organizmy z drugiej grupy mogą przyjść z pomocą, poprzez wykorzystanie octanu jako źródła węgla, eliminując wodór.

Za pomocą swoich metod Martin von Bergen ma nadzieję przeanalizować inne złożone społeczności bakteryjne i ich zastosowanie, np. współpraca różnych mikroorganizmów w wytwórniach biogazu lub oczyszczalniach ścieków.

Metody te mogą pomóc także w medycynie, w badaniach nad florą bakteryjną, która wpływa na układ odpornościowy.