Stikstof, voornamelijk in de vorm van anorganisch nitriet en nitraat, is een van de belangrijkste verontreinigende stoffen in zoet water en menselijk afvalwater. Onderzoekers van het Chinese Ministry of Natural Resources in Xiamen en het Leibniz Instituut voor Zoetwaterecologie en Binnenvisserij (IGB) hebben een natuurlijke schimmel-bacteriecombinatie geïdentificeerd die nitraat bijzonder efficiënt en consistent afbreekt. Dit zou van cruciaal belang kunnen zijn voor de verdere ontwikkeling van waterbehandeling en bewijst de onmisbare rol van schimmels in aquatische ecosystemen, zegt The Leibniz Association in een (Duits) persbericht.
- Onderzoekers hebben een krachtige combinatie van schimmels en bacteriën geïdentificeerd voor een efficiënte nitraatverwijdering.
- De studie onderzoekt microbiële consortia van bacteriën en schimmels en toonde een nitraatverwijdering tot 100% aan.
Bij biologische stikstofverwijdering zetten micro-organismen twee van de belangrijkste stikstofverbindingen, nitraat en nitriet, om in gasvormige stikstof. Dit gebeurt van nature in waterlichamen en wordt zelfzuivering genoemd. Dit principe wordt ook gebruikt bij waterzuivering. Tot nu toe zijn er meerdere bacteriën en schimmels in zuivere kweek geïdentificeerd die stikstof met en zonder zuurstof kunnen afbreken. Voor waterzuivering is stikstofafbraak in aanwezigheid van zuurstof bijzonder relevant, omdat dit kosteneffectief is en ook op grote schaal kan worden toegepast.
Fermentatie van voedsel en dranken
Het isoleren van individuele bacteriestammen of schimmels is tijdrovend en duur. Combinaties van deze twee, bekend als microbiële consortia, worden beschouwd als een veelbelovend alternatief voor pure stammen, maar zijn nog weinig onderzocht in het kader van waterzuivering. Terwijl microbiële consortia al lange tijd worden gebruikt, bijvoorbeeld bij de fermentatie van voedsel en dranken. Vooral schimmels hebben het voordeel dat ze zeer goed bestand zijn tegen omgevingsstressoren zoals een zure pH en hoge temperaturen.
Nitraat bijna volledig verwijderen
Het onderzoeksteam identificeerde een natuurlijk bacterie-schimmelconsortium uit de maricultuur dat zeer efficiënt en consistent nitraat uit water verwijdert. In aanwezigheid van zuurstof wordt het nitraat tot 100 procent verwijderd en de denitrificatie-efficiëntie was 44 procent. Dit laatste geeft aan hoe goed micro-organismen in staat zijn om de in nitraat gebonden stikstof om te zetten in moleculaire stikstof (N₂) en stikstofoxiden.
“We zijn erin geslaagd om bacterie-schimmelgroepen te identificeren die het potentieel hebben om nitraat bijzonder goed uit water te verwijderen. Dit is een belangrijke stap voor optimale waterzuivering,” zegt IGB-onderzoeker professor Hans-Peter Grossart, co-auteur van het onderzoek.
Aangezien het zoeken naar geschikte microbiële gemeenschappen van bacteriën en schimmels nog een zeer jong onderzoeksgebied is, zijn er nog geen praktische toepassingen. De auteurs zijn er echter zeker van dat deze in de toekomst een belangrijke rol zullen spelen in de behandeling van afvalwater.
