Innan Toledo Water Crisis 2014 lämnade en halv miljon invånare utan säkert dricksvatten i tre dagar, Dr Jason Huntleys forskning vid University of Toledo fokuserade på bakterier som orsakar lunginflammation.

Efter att den skadliga algblomningen föranledde staden Toledos råd om "Drick inte" mikrobiologen utökade sina forskningsprojekt till mikrocystin.

"Jag bor här, och jag har en ung son, "sa Huntley, docent vid UT -avdelningen för medicinsk mikrobiologi och immunologi vid College of Medicine and Life Sciences. "Jag vill inte ha gifter i vattnet, och jag är fast besluten att hjälpa vattenreningsverket att skydda allmänheten. "

Huntleys forskningslabb gjorde nyligen stora framsteg i sitt uppdrag att skapa ett biofilter som använder naturligt förekommande Lake Erie -bakterier för att ta bort mikrocystin som frigörs av skadliga algblomningar från dricksvatten, minska eller eliminera användningen av klor och andra kemikalier.

"Vi har identifierat grupper av bakterier i Lake Erie som kan användas för att naturligt rena vatten. Så vitt vi vet, dessa bakterier har inte tidigare använts för att bekämpa skadliga algblomningar i andra delar av världen, "Sa Huntley.

Mikrobiologerna isolerade framgångsrikt bakterier från Erie-sjön som bryter ner mikrocystintoxinet som kallas MC-LR-det mest giftiga, vanligast och närmast kopplat till levercancer och andra sjukdomar - med en daglig hastighet på upp till 19 delar per miljard (ppb).

Vattenanalytiker och toxikologer mäter mikrocystin och andra föroreningar med hjälp av metoden PPB; en ppb är en del av 1 miljard. Dessa ppb -nummer är viktiga för människors hälsa eftersom U.S. Environmental Protection Agency rekommenderar att små barn inte dricker vatten som innehåller mer än 0,3 ppb mikrocystin och vuxna inte dricker vatten som innehåller mer än 1,6 ppb mikrocystin.

"Bakterierna som vi har identifierat kan bryta ner mycket mer toxin än vad som rapporterades under vattenkrisen 2014, "Huntley sa." Baserat på registrerade toxinnivåer i Lake Erie under de senaste åren, dessa hastigheter skulle effektivt kunna ta bort mikrocystin från vattentillförseln. "

Inget av de 13 mikrocystin-nedbrytande bakterieisolaten har associerats med mänsklig sjukdom, så deras användning i framtida vattenrenande biofilter kommer sannolikt inte att vara ett folkhälsoproblem. De identifierade bakterierna inkluderar Flectobacillus major, Pseudomonas lutea, Agrobacterium albertimagni, Leadbetterella byssophila, Pseudomonas putida, Flectobacillus major, Pseudomonas hunanensis, Runella slithyformis, Porphyrobacter sp., Pseudomonas parafulva, Sphingobium yanoikuyae, Pseudomonas fluorescens och Sphingobium yanoikuyae.

Forskningen publiceras i februarinumret av Journal of Great Lakes Research .

Forskare i Australien, Kina och andra länder har också identifierat bakterier som kan tugga och bryta ner mikrocystin från algblomningar, dock, Huntley sa att dessa specifika typer av bakterier inte hittades i någon av hans Lake Erie -studier.

Tretton vattenprover som användes för studien samlades in från synliga algblomningar under somrarna 2014 och 2015 i det västra bassängen vid sjön Erie. Forskarna lade till MC-LR i varje vattenprov var tredje till fjärde dag i cirka fyra veckor, tillsammans med en kontrollgrupp som inte fick ytterligare MC-LR.

Labbet använde flera metoder för att bekräfta mikrocystins nedbrytningsresultat, inklusive masspektrometri och ELISA -test, som är standardmetoden som vattenbehandlingsanläggningar använder för att mäta mikrocystinkoncentrationen under algblomningssäsongen.

Hans laboratorium håller nu på att identifiera de enzymatiska vägar som bakterierna använder för att bryta ner mikrocystin.

För närvarande, kommunala vattenreningsverk tar bort eller bryter ner mikrocystin med hjälp av metoder som klorering, ozonering, aktivt kol adsorption och flockning.

"Dessa tekniker är inte idealiska på grund av höga kostnader, begränsad borttagningseffektivitet, och de leder till produktion av skadliga biprodukter eller farligt avfall, "Sade Huntley." Biofilter är ett kostnadseffektivt och säkert alternativ till användning av kemikalier och andra konventionella metoder för vattenbehandling. "

"Vi är mycket glada över forskningen och resultaten, "sade Andrew McClure, administratör för staden Toledos Collins Park vattenreningsverk. "Vi har haft inledande samtal med Dr. Huntley om hur vi kan implementera det som en behandlingsteknik i vår anläggnings process."

Huntleys team utvecklar och testar biofilter - vattenfilter som innehåller de specialiserade bakterierna som bryter ner mikrocystintoxiner från sjövatten när det rinner genom filtret. Huntley har ett provisoriskt patent på denna teknik.

Forskningen stöddes av bidrag från Ohio Department of Higher Education genom statens skadliga Algal Bloom Research Initiative, som består av 54 vetenskapsteam vid universitet i hela staten som söker lösningar för att ta itu med giftiga alger i Lake Erie.