NUS-wetenschappers hebben belangrijke milieufactoren vastgesteld die microbiële ecologie koppelen aan stadsontwerp om de verwijdering van voedingsstoffen te verbeteren en algenbloei in stedelijke waterwegen te verminderen.

De groeiende vraag naar watervoorziening in sterk verstedelijkte steden heeft geleid tot een toegenomen belangstelling voor de ontwikkeling van milieuvriendelijke waterwegen om deze hulpbron beter te beheren. Deze milieuvriendelijke waterwegen zijn speciaal ontworpen om gebruik te maken van natuurlijk voorkomende micro-organismen (microbiële gemeenschappen) en hun vermogen om belangrijke ecologische diensten te leveren (bijvoorbeeld het reinigen van de waterwegen) te vergroten. Echter, de dichte, verspreide patronen van landgebruik en antropogene invloeden beïnvloeden het natuurlijke ecologische evenwicht van de microbiële gemeenschap en maken het een uitdaging om ecologische benaderingen te gebruiken om de waterkwaliteit in stedelijke waterwegen te handhaven. Er is behoefte aan een beter begrip van de complexe interacties tussen microbiële gemeenschappen en hun verstedelijkte omgevingen op verschillende schalen, variërend van sedimenten in de vaarweg tot grote stroomgebieden en stadsnetwerken.

Het onderzoeksteam onder leiding van Prof. SWARUP van het Departement Biologische Wetenschappen, NUS ontdekte dat de sedimentaire biofilms in de waterwegen de belangrijkste bron zijn van microbiële gemeenschappen die belangrijke ecologische functies vervullen. Denk aan het verwijderen van overtollige voedingsstoffen en het voorkomen van de groei van blauwalgen in stedelijke waterlopen. Het onderzoeksteam ontdekte ook dat de aanwezigheid van bepaalde metaalverontreinigende stoffen (namelijk koper en aluminium) wanneer aanwezig in de waterwegen op zeer lage niveaus (parts per million), het ecologische functioneren van deze microbiële gemeenschappen negatief kan beïnvloeden. Naast veldstudies, het onderzoeksteam voerde ook laboratoriumexperimenten uit die de omgevingsomstandigheden van de waterwegen nabootsen om tot hun bevindingen te komen. Deze bevindingen kunnen mogelijk microbiële diensten verbeteren, die van cruciaal belang zijn om ecologisch vriendelijke waterwegen in snel verstedelijkende omgevingen in stand te houden.

Een afgestudeerde student in het team, De heer Aditya BANDLA zei:"De sedimentaire biofilms in de stedelijke waterlopen zijn samengesteld uit zanddeeltjes van verschillende grootte. Hoewel, de grotere deeltjes (grof) en kleinere deeltjes (fijn) bestaan ​​samen in de sedimenthabitats, ze herbergen zeer verschillende microbiële gemeenschappen."

"We ontdekten dat verschillende sedimenttypes verschillende ecosysteemdiensten leveren door hun respectieve microbiomen en deze bevindingen kunnen helpen bij het monitoren van de ecologische gezondheid van stedelijke waterwegen. Dit zijn de eerste stappen in de richting van het formuleren van op ecologie geïnspireerde ontwerpen van de volgende generatie waterwegen, ", voegde prof. Swarup eraan toe.

Singapore vertegenwoordigt een van de weinige steden wereldwijd die actief regenwater opvangt om de zoetwatervoorziening te vergroten. Singapore, met zijn sterk beheerde landschap in combinatie met toenemende stedelijke druk, vormt een ideaal model om te bestuderen hoe microbiële gemeenschappen in oppervlaktewateren op dergelijke druk reageren. De afbeelding toont de belangrijkste onderzoeksresultaten voor het bestuderen van microbioomgestuurde processen in waterwegen.