Voor jaren, Elizabeth Edwards van de Universiteit van Toronto en haar team hebben een krachtige mix van microben ontwikkeld die giftige chemicaliën kunnen eten. Nutsvoorzieningen, ze bereiden zich voor om ze voor de eerste keer in het wild los te laten.

De bacterieculturen zijn ontworpen om een ​​reeks verontreinigingen te behandelen die bekend staan ​​als BTEX-benzeen, tolueen, ethylbenzeen en xyleen. BTEX-chemicaliën worden vaak aangetroffen in grond en grondwater waar ruwe olie en zijn producten zijn gebruikt, zoals oude benzinestations en olieraffinaderijen. Alleen al in Canada, dergelijke sites lopen in de duizenden.

"Als we deze technologie kunnen gebruiken om milieusanering op de lange termijn effectiever te maken, terwijl het ook goedkoper is om te implementeren, het resultaat is dat uiteindelijk meer sites worden opgeschoond, " zegt Eduard, een universiteitshoogleraar aan de faculteit Applied Science &Engineering van de faculteit chemische technologie en toegepaste chemie.

"Dat is een overwinning voor iedereen."

Een manier om met BTEX-verontreiniging om te gaan, is door de grond af te graven of het grondwater naar de oppervlakte te pompen, waar het kan worden blootgesteld aan zuurstof. Dit stimuleert de groei van natuurlijke organismen die de BTEX-chemicaliën kunnen afbreken. Maar graven en pompen zijn energie-intensief en kostbaar, waardoor het aantal sites dat daadwerkelijk wordt behandeld, wordt beperkt.

Daarentegen, Edwards en haar team hebben andere stammen van natuurlijk voorkomende bacteriën geïdentificeerd die BTEX kunnen afbreken zonder toegang tot zuurstof, een proces dat anaërobe afbraak wordt genoemd. Deze microben kunnen de bodem en het grondwater ter plaatse behandelen, maar op de meeste verontreinigde locaties, hun aantal is laag.

Meer dan 15 jaar geleden, Edwards en haar team haalden culturen van anaërobe BTEX-etende bacteriën uit verschillende verontreinigde locaties. Sindsdien, de culturen hebben een intensief trainingsregime gehad:het team heeft ze BTEX gegeven, selecteerde de monsters die het meest effectief waren in het afbreken ervan, en gebruikten die om de volgende generatie in te enten. Het resultaat:een soort 'microbieel A-team' geselecteerd voor snelste BTEX-degradatie.

In samenwerking met SiREM, een spin-off bedrijf opgericht in 2001 op technologie van het Edwards lab, het team heeft honderden liters van de snellere BTEX-afbrekende culturen gekweekt. Nutsvoorzieningen, ze lanceren een publiek-private samenwerking van bijna $ 3 miljoen om deze culturen in het veld te testen.

Bijdragen aan het project zijn onder meer Ontario Genomics, de provincies Ontario en Alberta, SiREM, Federatieve Coöperaties Limited, Imperial Oil Limited, en drie universiteiten - U of T, de Universiteit van Alberta en de Universiteit van Waterloo. Samen, dit team zal zijn geheime wapen inzetten op drie besmette locaties in Canada. De hoop is dat de verrijkte insecten de natuurlijke afbraak van BTEX zullen versnellen zonder dat de bodem en het grondwater moeten worden opgegraven en van zuurstof voorzien, bekend als bio-augmentatie.

Een van de unieke aspecten van het project is het gebruik van zeer specifieke, op het genoom gebaseerde monitoringtools om de rol en het lot van zowel de nieuwe organismen die worden geïntroduceerd, nauwkeurig te volgen, evenals de ingezeten microbiële gemeenschappen. Door ons inzicht te vergroten in welke genen bacteriën gebruiken om giftige chemicaliën af te breken - en ook hoe ze samenwerken om volledige afbraak te bereiken - zal het project de weg wijzen naar nog betere bio-augmentatie- en bioremediatietechnologieën in de toekomst.

De samenwerking heeft een trackrecord van succes. Edwards en SiREM brachten eerder een cultuur op de markt die bekend staat als KB-1 (KB staat voor "kick butt"). Ontwikkeld met een vergelijkbare aanpak, KB-1 is ontworpen om gechloreerde oplosmiddelen af ​​te breken die veel worden gebruikt bij chemisch reinigen en ontvetten. Vandaag, SiREM gebruikt het op locaties over de hele wereld.

Als de nieuwe proeven succesvol zijn, SiREM is van plan om de BTEX-afbrekende cultuur aan hun arsenaal toe te voegen, die zouden kunnen helpen hun aandeel in de wereldmarkt van miljarden dollars voor biologische behandeling van verontreinigingen te vergroten.

"Ik ben verheugd om nieuwe academische en industriële partners aan dit project toe te voegen, ", zegt Edwards. "Het is geweldig dat we zoveel getalenteerde mensen hebben die bereid zijn hun koppen bij elkaar te steken om een ​​haalbare oplossing voor dit lastige probleem te vinden."