пятница, 30 марта 2012 г.

Разработчики микробных топливных элементов мечтают о модифицированных супербактериях

Разработчики микробных топливных элементов мечтают о модифицированных супербактерияхСоздана микробная топливная батарея (МТБ), которая превращает 13% энергии сточных вод в электричество, при этом очищая их до 98-процетного норматива. КПД кажется скромным, но эффект этого устройства может стать глобальным.

Из почти четырёх триллионов киловатт-часов, потребляемых США каждый год, 2% — около 80 млрд кВт•ч (и $25 млрд), или объём годового энергопотребления такой страны, как Чехия, — уходят на очистку сточных вод. Столь высокий процент неизбежен при широком распространении децентрализованной очистки, по определению менее энергоэффективной, чем централизованная сеть. Даже в некоторых крупных городах США, таких как Индианаполис, Иллинойс, централизованной канализационной сети (за пределами небольшого центра) нет и не предвидится, что уж говорить о настоящих пригородах. Следовательно, в каждом дворе стоит аэрирующий насос небольшой, но постоянной мощности.

Ситуация за пределами США много хуже. Сточные воды частных домохозяйств нередко не проходят вообще никакой обработки. В большинстве стран третьего мира и, увы, в России практически нет нового строительства централизованных канализационных систем, а граждане знать не знают, что такое септик (тем более за несколько тысяч долларов!), и сливают всё в овраг или зовут ассенизаторов, которые... да, выплеснут откачанное всё в тот же первый встречный овраг. «Потому что, товарищ милиционер, новых мощностей не строят, а старые и так перегружены».

Новый подход к очистке способен полностью избавить её от энергоподпитки со стороны. Дело в том, что в сточных водах примерно в 9 раз больше энергии, чем требуется для их очистки. Но как её извлечь? «Это весомый энергоисточник, который мы сейчас просто закапываем в землю», — сокрушается Орианна Бретшгер из Института Дж. Крейга Вентера в Сан-Диего (Калифорния). Г-жа Бретшгер описала разработанную ею 380-литровую микробную топливную батарею на 243-й Конференции Американского химического общества, закончившейся вчера в Сан-Диего. Схема МТБ известна давно, но КПД в 2%, свойственный большинству имеющихся образцов, не позволял говорить о целесообразности внедрения таких устройств. Теперь энергия, затрачиваемая на очистку, наконец-то сравнялась с той, которую МТБ позволяет получить от очищаемых вод. Энергетическое равновесие для очистки получено, подчеркнём, впервые.

Теперь главной проблемой септиков с МТБ остаётся низкий залповый сброс, который позволяют такие системы. Обычным бактериям, которые используются в септике с МТБ, нужно время для извлечения энергии из сточных вод. Спустив двухсотлитровую ванну, человек просто вымывает сточные воды из системы до того, как бактерии извлекут из неё энергию. Чтобы покончить с этим раз и навсегда, требуется использование генетически модифицированных бактерий, уверена г-жа Бретшгер. С ними не только резко сократится время разложения сточных вод в МТБ-системах, что позволит увеличить их устойчивость к залповым сбросам, но и резко возрастёт КПД — до 30–40%, считает специалист.

Но тут просматриваются определённые трудности. Во-первых, американское Агентство по охране окружающей среды не имеет сейчас никаких устойчивых взглядов на использование ГМ-бактерий в септиках и последствия их случайного попадания в окружающую среду. Во-вторых, каждый слив из канализации дома означает, что таким ГМ-бактериям придётся бороться с атакой пришельцев — обычных бактерий. Очевидно, их надо будет создавать сверхконкурентоспособными, иначе их быстро вытеснят из септика соперники. Но кто может сказать, что случится, если сверхконкурентоспособные супербактерии дорвутся до обычных водоёмов?

Подготовлено по материалам NewScientist.

Оригинальная статья

Поделитесь этой новостью с Вашими друзьями!

Ранее в рубрике "Другие новости науки и техники":

Philips Brilliance 241P4LRY: 24-дюймовый монитор формата Full HD
В апреле начнутся европейские продажи ЖК-монитора Philips Brilliance 241P4LRY со светодиодной подсветкой. Особенность панели — система ErgoSensor с датчиком присутствия. Как только человек отлучается с рабочего места, устройство автоматически переводится в ждущий режим, что сокращает энергопотребление; после возвращения пользователя монитор переключается в рабочий режим. Кроме того, ErgoSensor д...
  (читать дальше)

Ван Гог писал мутантные подсолнухи
Исследователи описали мутацию подсолнуха, увековеченную на картинах Ван Гога. На картинах из знаменитой серии Ван Гога «Подсолнухи», созданной во французском Арле в 1988–89 гг., можно видеть необычные цветы: их центральный диск почти исчезает под «мохнатой» жёлто-оранжевой порослью. Обычно у цветка подсолнечника мы видим тёмный круг в центре и крупные золотые лепестки по краям. Но то, что явлено...
  (читать дальше)

Роботизированный Google-автомобиль прокатил слепого
Веб-корпорация Google в очередной раз продемонстрировала возможности своего «умного» гибридного автомобиля Toyota Prius с автопилотом. Для демонстрации возможностей автопилотируемого гибрида за руль был посажен слепой на 95% водитель — Стив Махан (Steve Mahan), руководитель Общества слепых Силиконовой долины (Калифорния, США). Перед началом поездки специалисты Google тщательно спланировали маршр...
  (читать дальше)

Новый анализ крови выявит ремиссию рака груди на год раньше
Только в США сейчас живёт 2,5 млн женщин, на себе познавших, что такое рак груди. Увы, каждая пятая из них в течение десяти лет после излечения первичной опухоли столкнётся с ремиссией онкозаболевания. Многочисленные исследования показывают, что раннее обнаружение этих рекуррентных новообразований способно сохранить жизни множеству пациенток. Плохо лишь то, что существующие методики анализа кров...
  (читать дальше)

LG представляет гибкую электронную бумагу
Компания LG Display объявила сегодня о разработке обладающих гибкостью дисплеев на основе электронных чернил. Возможность деформации представленной электронной бумаги достигается за счёт применения пластиковой подложки. Согнуть дисплей можно на угол до 40 градусов, не опасаясь повредить его. Кроме того, экраны устойчивы к многократным падениям с высоты в полтора метра. LG отмечает, что по срав...
  (читать дальше)

Facebook выйдет на биржу в мае
Социальная сеть Facebook, как сообщают «осведомлённые сетевые источники», на этой неделе прекратила торги акциями на вторичном рынке. Это необходимо для определения числа акционеров перед готовящимся выходом на биржу. Документы, необходимые для первичной публичной эмиссии акций (IPO), Facebook направила в Комиссию по ценным бумагам США (SEC) в феврале. Отмечается, что на биржу главная соцсеть пл...
  (читать дальше)

Самолёт на солнечных батареях совершит 48-часовой полёт
В мае или июне экспериментальный самолёт Solar Impulse на солнечных батареях попытается совершить перелёт из Швейцарии в Марокко. Ожидается, что летательный аппарат преодолеет свыше 2 500 километров, не потратив ни капли топлива. Путешествие продлится около 48 часов, а единственную посадку пилоты Бертран Пикар (Bertrand Piccard) и Андре Боршберг (Andre Borschberg) сделают неподалёку от Мадрида (...
  (читать дальше)

Получены плёнки, светящиеся белым светом
Разработка новых светоизлучающих материалов, накачка которых осуществляется коммерчески доступными УФ-диодами, вот уже десять лет остаётся предметом интенсивных научных изысканий. Главная задача — увеличить эффективность белой люминесценции твердотельными устройствами, что может использоваться в производстве нового поколения ламп дневного света. Преимуществами применения коммерчески доступных УФ-д...
  (читать дальше)

Сколько бактерий летает в вашей комнате?
Учёные посчитали, сколько микробов мы поднимаем с пола в воздух, когда входим в помещение. Тридцать семь миллионов бактерий поднимаются в воздух каждый час, когда кто-то находится в комнате! К такому выводу пришли исследователи из Йельского университета (США), проанализировав состав воздуха в университетской аудитории. Учёные «ловили» частицы биологического материала, рассеянные в однокомнатной ...
  (читать дальше)
НАСА и ЕКА будут осваивать Марс в четыре этапа
Группа учёных из Европы, Канады и США, включая специалистов НАСА и ЕКА, выделила четыре главных требования к будущим проектам, посвящённым доставке образцов марсианского грунта на Землю. Во главу угла поставлены поиск следов прошлой или нынешней жизни. Отправка человека — на последнем месте. Хотя выполнение первоочередной задачи — всё равно что поиск иголки в стоге сена, учёные полагают, что и...
  (читать дальше)

Как природа осуществляет наноразмерный контроль за солнечной энергией
Начало природного процесса захвата солнечной энергии происходит в абсорбирующих свет протеиновых комплексах, называемых фотосинтетическими реакционными центрами (РЦ). Даже после миллиардов лет эволюции Природа и не думает отказываться от находящегося в центре РЦ абсорбирующего свет гексамерного кофактора, нужного для проведения самой первой химической реакции фотосинтеза — индуцированного светом э...
  (читать дальше)

Почему секс и красный цвет взаимосвязаны
Исследователи пришли к выводу, что красные женские гениталии не возбуждают мужчин — следовательно, для сексуальной символики красного цвета нужно искать иное, менее наглядное объяснение. Обычно поведенческие эксперименты такого рода проводят на млекопитающих. Поэтому то, что в исследовании участвовали не самцы обезьян, а обычные мужчины, добавляет результатам ещё и солидную долю пикантности. С...
  (читать дальше)

Как мысли о смерти нам жить помогают
Размышления о смерти делают нас добрее и внимательнее, а вид на кладбище способен помочь с пошатнувшимся здоровьем. Общество обычно табуирует тему смерти. Считается (и тому есть подтверждения в работах психологов), что мысли о смерти негативно влияют на психику, способствуют асоциальному и даже антисоциальному поведению, и что нормальной жизни «размышления о вечном» следует держать в узде. С пси...
  (читать дальше)

Королевство кривых лучей
Обычно свет распространяется по прямой. Конечно, при помощи сред с различными коэффициентами преломления его можно отклонить. Однако новые исследования двух независимых научных групп показывают, что и сам по себе пучок света может изгибаться до 360˚. Часто новое — это хорошо забытое, но не обязательно старое. В конце 1970-х физики Майкл Берри из Бристольского университета (Великобритания) и Нанд...
  (читать дальше)

Объявлены победители конкурса подводной фотографии
Подведены итоги ежегодного конкурса подводной фотографии, который проходит под эгидой Школы морских и атмосферных наук Университета Майами (США). До участия допускаются только любители, которые зарабатывают на фотографии не более 20% своего дохода. Второе место в категории «Макросъёмка»: «фарфоровый» краб из семейства Porcellanidae, зацепившийся за полип морское перо в национальном парк...
  (читать дальше)

Заболевания дёсен, оказывается, не имеют отношения ни к инфарктам, ни к инсультам
Вот уже два десятка лет учёные твердят о связи между заболеваниями дёсен, инфарктами и инсультами. И вдруг новый анализ данных показывает, что эти заявления ошибочны. Американская кардиологическая ассоциация опубликовала в AHA journal Circulation «научный рапорт», заключающий, что периодонтит не повышает риска возникновения сердечно-сосудистых хворей и не является их причиной. Более того, нет ни м...
  (читать дальше)

Аспирин, возможно, помогает против ожирения
Салициловая кислота, образующаяся в результате расщепления аспирина, активирует расщепление жиров в клетке. Кажется, человечество вот уже более полутораста лет живёт с лекарством от всех болезней, не догадываясь о его чудодейственном всемогуществе. Не так давно проходило сообщение о том, что аспирин можно пить для профилактики рака; полным ходом исследуется его благотворное влияние при сердечно-...
  (читать дальше)

Как звучит симметрия субатомного мира?
Хотите услышать песнь позитрона? Итальянский инженер Доменико Вичинанца, кажется, готов воплотить вашу мечту. Этот человек уже экспериментировал с вулканической активностью и даже играл древнегреческую музыку с «Оркестром забытых звуков». Теперь его влечёт субатомный мир туманных и пузырьковых камер — предшественников современных детекторов частиц. Туманную камеру изобрёл в 1895 году шотландск...
  (читать дальше)

Нам бы расписания взять и отменить
Исследователи из Технологического института Джорджии (США) обнаружили, что отмена управления наземным общественным транспортом при помощи расписания и использование децентрализованной самоуправляющейся схемы позволяет сделать движение более эффективным. В работе, опубликованной в журнале Transportation Research, описан алгоритм, позволяющий минимизировать интервалы между появлениями автобусов на о...
  (читать дальше)