12 ноября 2026
Источник: Наука MailЭкология
Ученые ИТМО исследуют, как бактерии трансформируют пахучие вещества в воздухе и может ли вешенка быть индикатором такого загрязнения. Лабораторные эксперименты показали, что состав воздушной среды способен влиять на форму грибов и сроки формирования плодовых тел.
Нелли Молодкина Доцент факультета экотехнологий Университета ИТМО
Об эксперте: Нелли Молодкина, к.т.н., доцент факультета экотехнологий Университета ИТМО, руководитель специализации Экобиотехнология. Изучает возможности живых организмов для решения экологических задач.
Для человеческого восприятия неприятный запах воздуха является индикатором его загрязненности. В воздухе городов это доставляет существенный дискомфорт для его жителей, при этом от этой проблемы невозможно скрыться. Запах может распространяться на километры от источника выброса, и проблема особенно обостряется в летний период в связи с ростом температуры. Подсчитано, что для того чтобы человек почувствовал неприятный запах сероводорода, а это газ с характерным запахом тухлых яиц, достаточно всего нескольких его молекул на миллиард молекул воздуха. Поэтому борьба с запахом ― не просто вопрос комфорта, а задача экологической инженерии, в котором важно подобрать наиболее эффективный метод полного удаления.
Почему неприятный запах сложно удалить
На предприятиях существуют различные системы очистки выбросов, основанные на использовании физико-химических методов адсорбции, термическом окислении, озонировании или маскировании. Однако они могут быть крайне затратны по обслуживанию и поддержанию работоспособности, при этом эффективность такой очистки зависит от концентрации и сложности смеси веществ.
Как бактерии очищают воздух
Можно ли подобрать метод, который будет обеспечивать эффективность очистки, быть менее энергозатратным и при этом отвечать принципам «экологичности»? Такой метод существует ― это использование бактерий для очистки отходящего воздуха. В природе бактерии перерабатывают органические и неорганические соединения. Они участвуют в разложении остатков растений и животных, превращении соединений серы и азота, очистке почвы и воды. Если создать подходящие условия, некоторые из этих процессов можно использовать для очистки воздуха.
Четыре месяца без ощутимого запаха
На факультете экотехнологий Университета ИТМО изучают способ микробиологической очистки воздуха от дурнопахнущих соединений. Для этого разработана лабораторная установка, в которой воздух насыщается различными летучими соединениями и подается в емкость с микробным сообществом. Сначала дурнопахнущие соединения из воздушного потока переходят в жидкость, где они растворяются и в таком виде становятся доступны микроорганизмам. Затем бактерии используют доступные соединения в своих обменных процессах и преобразуют их в более простые вещества, такие как углекислый газ и вода. Установлено, что бактериальное сообщество может эффективно удалять смесь веществ сероводорода, меркаптанов, летучих органических соединений, аммиака и аминов из модельного воздуха. Такое сообщество может успешно поддерживаться на протяжении длительного времени, до четырех месяцев обеспечивая стабильную очистку воздуха от присутствующих летучих компонентов.
Может ли вешенка быть индикатором загрязнения?
Немаловажный вопрос ― как объективно измерить показатель запаха, ведь для каждого отдельного человека это является субъективной характеристикой, а датчики настроены на индивидуальные химические соединения. В работе был использован подход с тест-организмом, чувствительным для исследуемых соединений. Таким организмом был выбран гриб вешенка, развитие которого сильно зависит от условий окружающей среды. На его рост влияют температура, влажность, состав воздуха и концентрация углекислого газа. Изменение этих параметров может отражаться на внешнем виде плодовых тел и скорости их формирования.
Впервые было обнаружено, что вешенка может служить качественным индикатором. Гриб показал чувствительность к составу воздуха, насыщенному дурнопахнущими соединениями. В первом эксперименте плодовые тела, развивавшиеся в загрязненной воздушной среде, отличались от контрольных: у них были более длинные ножки и маленькие шляпки, при этом в контрольной группе и группе очищенного воздуха грибы развивались нормально. При исследовании влияния загрязненного воздуха на более раннюю стадию развития гриба, оказалось, что даже к 40-м суткам не произошло образование примордий ― зачатков плодовых тел, хотя в контроле они образовались на 10-е сутки. При этом, после возвращения образцов в обычные лабораторные условия плодовые тела появились уже на 4-е сутки.
Получается, что загрязненный воздух мог не только менять форму грибов, но и задерживать переход к следующей стадии развития. Таким образом было показано, что вешенка может служить индикатором загрязненности воздуха дурнопахнущими соединениями в лабораторных условиях.
Перспектива промышленного применения экобиотехнологии
Эффективность биологической очистки зависит от состава выбросов, концентраций загрязняющих веществ, температуры, влажности, наличия кислорода и устойчивости микробного сообщества. Для одних потоков она может быть подходящим вариантом, для других потребуется сочетание нескольких технологий. Развитие таких междисциплинарных подходов на стыке микробиологии, инженерии и экологического мониторинга позволит расширить область применения бактерий для очистки воздуха.
Ранее Наука Mail публиковала интервью с деканом географического факультета МГУ Сергеем Добролюбовым.
https://science.mail.ru/articles/60330-griby-indikatory-zagryazneniya-vozduha/
