Råoljan som läckte ut från tankfartyget Exxon Valdez orsakade enorma miljöskador. AP Photo/John Gaps III Under ett oljeutsläpp, flytande petroleum släpps ut i miljön och det svarta klibbiga ämnet täcker allt det rör vid:jord, vatten och vilda djur. Mellan 1970 och 2007, nästan 6, 062, 712 ton (5,5 miljoner ton) olja spilldes ut vid incidenter runt om i världen [källa:The International Tanker Owners Pollution Federation]. Kostnaderna för varje sanering påverkas av en kombination av tre faktorer:platsen för händelsen, typen av olja som spillts ut och mängden olja som spillts ut. Saneringssvar och strategi bygger också på dessa faktorer. Standardåtgärder på oljeutsläpp inkluderar saneringsutrustning och tekniker som består av mekanisk inneslutning (som bommar, barriärer och skummare), kemiska och biologiska metoder (inklusive dispergeringsmedel för att bryta ner oljan), fysiska metoder (som högtryckstvätt) och skrämmetaktik för att hålla vilda djur på ett säkert avstånd.
Att använda tekniker som dispergeringsmedel eller mekanisk återvinning för att avlägsna ett spill till havs kostar i genomsnitt $ 7, 350 per ton olja. Rengöringskostnaderna vid strandutsläpp hoppar till i genomsnitt $ 147, 000 till $ 294, 000 per ton på grund av de ytterligare skador på kusten [källa:Etkin]. Eftersom utrustning måste tas med till platsen för händelsen, vanligtvis flygs in, fjärrspill kan ibland ge logistiska problem.
För närvarande mekanisk inneslutning är den mest populära återvinningsmetoden i USA, men det kan bara rengöra cirka 10 till 15 procent av ett spill [källa:Europeiska kommissionen, GD för miljö]. Mikrobiologer utropar en miljövänligare teknik:bioremediering genom biologiska hjälpmedel. Bioremediering behandlar föroreningar (t.ex. oljeutsläpp eller förorenat grundvatten) med bakterier som är biotekniska för att bryta ned föroreningar. Lägg till det bioluminescens och färgkodning, och du får bakterier som inte bara äter olja utan också hjälper oss att uppmärksamma närvaron av oljeutsläpp och andra miljöföroreningar som sipprar från rör eller lagringstankar i vatten eller mark.
Forskare kan bioingenjörsorganismer - även möss - vara bioluminescerande. AP Photo/KK
Bioluminescens är ett synligt ljus som avges från en levande organism, såsom glöd från en eldfluga eller maneter. De bioingeniörbakterier som används som biomedicinska behandlingsmedel är encelliga organismer som inte lyser naturligt, men modifieras av forskare för att göra det. De förändrade bakterierna bär var och en reporterprotein och en sensor.
Låt oss börja med betydelsen av reporterproteinet. Bioluminescens är en kemisk reaktion som orsakas av en enzymkatalyserad process:De enzymer som producerar ljus kallas luciferin , och de som är katalysatorn kallas luciferas . Reportern är ansvarig för denna enzymatiska aktivitet, som frigör bioluminescens energi och ger bakterierna dess färg. Du kommer dock inte se den här bakteriens blågröna sken i havet; dess reporterprotein är synligt under ett mikroskop eller med en speciell ljusinspelningsanordning.
Sensorn är hur bakterierna kontinuerligt kan kontrollera om det finns vissa kemikalier, bestäms av forskarna som bioingenjörer organismerna. Det gör också att bakterierna kan upptäcka koncentrationen och fördelningen av föroreningar och om de sprider sig eller inte.
Biormedicinska behandlingar är en relativt billig och enkel återvinningsmetod jämfört med traditionella kemikalier och utrustning. I inledande studier, bakterier har visat sin förmåga att rensa upp oljeutsläpp snabbare än traditionella tekniker och minska skador på ekosystem i processen.
Miljöer rika på fosfor och kväve (vattenlösliga gödningsmedel som finns i naturliga element som sojabönlecitin och fågelekskrement) uppmuntrar bakterierna att trivas, äta giftigt avfall och lämna koldioxid och vatten som de enda biprodukterna av deras konsumtion. I en sådan miljö, biormedicinska behandlingar har visat sig ta bort 87 procent av oljan inom 18 dagar [källa:Europeiska kommissionen, GD för miljö]. När maten (i det här fallet, kolväten) tar slut, de bioingeniörerade bakterierna dör.
Även om bakterierna rapporteras vara säkra att släppa ut i den naturliga miljön på grund av deras oförmåga att reproducera bra i det öppna och deras naturliga dödscykel, statliga bestämmelser gör det ofta svårt att använda dem eftersom de har genetiskt förändrats. Tills vidare, de bakteriemedel som används för att tappa upp oljespill tenderar att vara naturligt förekommande typer med smak för giftigt avfall.
Andra användningsområden för bioluminescerande bakterier
Bioluminescerande bakterier kan också hjälpa dig att undvika matburen sjukdom. Kött och andra råa animaliska produkter som inte hanteras eller kokas på rätt sätt riskerar att drabbas av sjukdomar genom matföroreningar, specifikt från salmonellabakterier. Forskare har gjort salmonellastammar med en bioluminescerande gen som gör att bakterierna kan ses i realtid när de växer på livsmedelsprodukter. Denna typ av avbildning kan leda till framsteg inom livsmedelssäkerhet.
