I åratal, Elizabeth Edwards från University of Toronto och hennes team har utvecklat en potent blandning av mikrober som kan äta ner giftiga kemikalier. Nu, de förbereder sig för att släppa loss dem i naturen för första gången.

Bakteriekulturerna är designade för att behandla en uppsättning föroreningar som kallas BTEX-bensen, toluen, etylbensen och xylen. BTEX-kemikalier finns vanligtvis i mark och grundvatten där råolja och dess produkter har använts, som gamla bensinstationer och oljeraffinaderier. Bara i Kanada, sådana webbplatser uppgår till tusentals.

"Om vi ​​kan använda den här tekniken för att göra miljösanering mer effektiv på lång sikt, samtidigt som det gör det mindre kostsamt att driftsätta, resultatet är att fler sajter i slutändan kommer att städas upp, säger Edwards, en universitetsprofessor vid Yrkesvetenskapliga fakultetens avdelning för kemiteknik och tillämpad kemi.

"Det är en vinst för alla."

Ett sätt att hantera BTEX -förorening är att gräva upp marken eller pumpa grundvattnet till ytan, där den kan utsättas för syre. Detta uppmuntrar tillväxt av naturliga organismer som kan bryta ner BTEX -kemikalierna. Men grävning och pumpning är energikrävande och kostsamt, vilket begränsar antalet webbplatser som faktiskt behandlas.

Däremot, Edwards och hennes team har identifierat andra stammar av naturligt förekommande bakterier som kan bryta ner BTEX utan tillgång till syre, en process som kallas anaerob nedbrytning. Dessa mikrober kan behandla marken och grundvattnet på plats, men på de flesta förorenade platser, deras antal är låga.

För mer än 15 år sedan, Edwards och hennes team extraherade kulturer av anaeroba BTEX-ätande bakterier från flera förorenade platser. Alltsedan, kulturerna har genomgått en intensiv utbildning:Teamet matade dem med BTEX, valde de prover som var mest effektiva för att bryta ner det, och använde dem för att inokulera nästa generation. Resultatet:ett slags "mikrobiellt A-team" som valts ut för snabbaste BTEX-nedbrytning.

I samarbete med SiREM, ett spinoff-företag som grundades 2001 på teknik från Edwards lab, teamet har odlat hundratals liter av de snabbare BTEX-nedbrytande kulturerna. Nu, de lanserar ett offentlig-privat samarbete på nästan 3 miljoner dollar för att testa dessa kulturer i fält.

Projektets bidragsgivare inkluderar Ontario Genomics, provinserna Ontario och Alberta, SiREM, Federated Cooperatives Limited, Imperial Oil Limited, och tre universitet - U of T, University of Alberta och University of Waterloo. Tillsammans, detta team är inställt på att distribuera sitt hemliga vapen på tre förorenade platser över hela Kanada. Förhoppningen är att de anrikade insekterna ska påskynda den naturliga nedbrytningen av BTEX utan att behöva gräva upp och syresätta marken och grundvattnet, känd som bioaugmentering.

En av de unika aspekterna av projektet kommer att vara användningen av mycket specifika genombaserade övervakningsverktyg för att exakt spåra rollen och ödet för båda de nya organismerna som introduceras, såväl som de inhemska mikrobiella samhällena. Genom att förbättra vår förståelse för vilka gener bakterier använder för att bryta ner giftiga kemikalier – såväl som hur de samverkar för att uppnå fullständig nedbrytning – kommer projektet att visa vägen mot ännu bättre bioaugmenterings- och bioremedieringsteknologier i framtiden.

Samarbetet har varit framgångsrikt. Edwards och SiREM har tidigare kommersialiserat en kultur som kallas KB-1 (KB står för "kick butt"). Utvecklad med ett liknande tillvägagångssätt, KB-1 är utformat för att bryta ner klorerade lösningsmedel som ofta används vid kemtvätt och avfettning. I dag, SiREM använder det på platser över hela världen.

Om de nya försöken lyckas, SiREM planerar att lägga till den BTEX-förnedrande kulturen till sin arsenal, vilket skulle kunna bidra till att öka deras andel av den globala mångmiljardmarknaden för biologisk behandling av föroreningar.

"Jag är glada över att få nya akademiska och industriella partners till detta projekt, " säger Edwards. "Det är fantastiskt att vi har så många begåvade människor som är villiga att slå ihop sina huvuden för att hitta en hållbar lösning på detta irriterande problem."