Из минеральных источников Арзни и Джермука выделены анаэробные пурпурные бактерии, позволяющие получать водород. Об этом заявил в беседе с корреспондентом Новости Армении – NEWS.am заведующий кафедрой микробиологии и биотехнологии растений и микробов Ереванского госуниверситета, член-корреспондент Национальной академии наук Армении, доктор биологических наук, профессор Армен Трчунян. Группа под руководством ученого более полутора десятка лет занимается биологическим производством водорода. Биологическому получению водорода в последние годы отдается предпочтение перед более затратным электролизом воды.
Целевой группой микроорганизмов в этой отрасли являются анаэробные кишечные бактерии, часть из них, в качестве продукта жизнедеятельности, выделяет водород. Среди них – штаммы кишечной палочки (E. coli). Разработки последних лет – как Трчуняна, так и его зарубежных коллег – могут полностью изменить отношение к многолетнему обитателю кишечника.
Вторым перспективным источником топлива считаются пурпурные бактерии, названные так из-за окраски, которую придают среде (в частности, водоемам: на фото - один из источников, где их обнаружили). Эти бактерии осуществляют особый фотосинтез в бескислородных условиях – «фото-ферментацию». Более десяти лет назад армянские ученые выделили эти бактерии из минеральных родников в Арзни и Джермуке. Благодаря содержащимся там железу и никелю, бактерии вырабатывали водород более интенсивно. Свойства этих штаммов были впервые описаны в 2002 г., затем - в американском специализированном журнале International Journal of Hydrogen Energy и других престижных зарубежных изданиях в 2009-2013 гг.
«Фермент гидрогеназа, который содержится в этих бактериях, ведет себя по-разному. Одни его виды выделяют водород, другие, напротив, поглощают его из среды и окисляют, превращая в конечном счете в в воду. Вместе с коллегами из США, во главе с профессором Томасом Вудом из Техасского, а затем Пенсильванского университета, а также немецкими коллегами во главе с профессором Гари Соверсом из университета Галле, мы смогли идентифицировать гидрогеназы, ответственные за выделение водорода. Путем генноинженерных экспериментов мы составили цепочки из нужных нам «производящих» ферментов в организме бактерии. Смоделировав благоприятные внешние условия, наши американские коллеги получили штаммы кишечных бактерий, производящих водород до 140 (!) раз интенсивнее обычных», – заявил А. Трчунян.
Промышленно ценными могут стать не только синтезированные, но и естественные запасы водорода биологического происхождения. В 2012 г. в Батуми под эгидой НАТО состоялось специальное рабочее совещание по проблемам источников водорода Черноморского бассейна, на которое был приглашен и выступил с докладом А. Трчунян. «Одной из тем обсуждения стали пласты бактериального водорода на глубине в несколько десятков метров – в слоях воды, бедных кислородом. Запасы этих пластов значительны. Но не нужно забывать, что этот источник – возобновляемый, что можно регулировать с помощью бактерий. Все это вызвало широкий интерес: в совещании принимали участие и специалисты из стран, далеких от Черноморского бассейна – например, из арабских нефтедобывающих стран. Обсуждалась и перспектива откачки водорода вышками - в этих обсуждениях, в частности, приняли участие и ученые из Азербайджана», – отметил микробиолог.
Поиски аналогичных пластов, отмечает профессор, можно провести и в глубинных слоях Севана, но микробиологическое состояние озера пока изучено слабо. «В Армении нет аппаратуры для сбора проб микроорганизмов с нескольких десятков метров. Поэтому бактериальный мир Севана изучен пока только на первые несколько метров от поверхности», – добавил ученый.
Сейчас, когда перспективность бактериального водорода завоевывает признание, важность приобретают поиски дешевого «корма» для бактерий. Высокие лабораторные результаты группа Трчуняна получила на глюкозе, органических кислотах и достаточно дешевом глицерине. В качестве других источников сырья рассматриваются сельскохозяйственные отходы (шрот масличных культур и сои). Но экономически наиболее перспективное сырье – бытовые отходы и сточные воды, которые, в отличие от сельскохозяйственных отходов, практически никак не используются. Напротив, все думают о том, как дешевле от них избавиться.
Здесь нелишне будет напомнить, что аэрационная станция очистки сточных вод Еревана не действует уже многие годы. А о других городах страны нечего и говорить. Ученые пока не предлагали свою технологию операторам водоснабжения Армении. «Если частный сектор сочтет наши технологии перспективными, мы готовы с ними сотрудничать», – заявил А. Трчунян.
Не менее важно разработать многофазную технологию, используя на разных этапах разные бактерии. Первичную переработку биомассы можно проводить, например, кишечной палочкой, вторичную – пурпурными бактериями. Такие разработки ведет группа ученых из нескольких университетов Великобритании. «Сходную технологию, с рядом различий, изучаем и разрабатываем и мы. Фактически, мы делаем первые шаги по переработке обычной грязи в ценное топливо», – подытожил ученый.
Новости Армении - NEWS.am