Et team af forskere under ledelse af professor Barth F. Smets fra DTU Miljø og deltagere fra SDU og KU har netop fundet afgørende bevis for, at den nyligt opdagede bakterie, kaldet comammox Nitrospira, er væsentlig for den nitrifikation, der sker under vandværkernes rensning af drikkevand. Her fjernes ammonium, der er skadelig for både miljø og sundhed, fra drikkevandet, i store sandfiltre.
I de sidste 100 år har man troet, at nitrifikation sker ved hjælp af to forskellige specialiserede grupper af mikroorganismer, ammonium-oxiderende bakterier og nitrit oxiderende bakterier, der varetog hver sin del af processen.
I slutningen af 2015 offentliggjorde fire forskningsgrupper næsten samtidig observationer af en hidtil ukendt proces kaldet “complete ammonia oxidation” eller “comammox”, hvor en mikroorganisme af slægten Nitrospira har evnen til i et eneste trin at varetage hele processen med at oxidere ammoniak til nitrat.
Forskernes næste skridt har været at påvise, at comammox Nitrospira er aktiv og væsentlig i det naturlige miljø.
– Det er ikke nogen enkel opgave, for det er vanskeligt at afdække de enkelte mikrobers rolle i et naturligt miljø., der omfatter flere tusinde mikrober og et utal af processer og interaktioner, der skal undersøges med de rigtige målinger, siger Barth F. Smets.
Forskerne tog derfor prøver af materialet fra sandfiltre på et vandværk med hele dets mikrobiologiske miljø intakt og bragte det til laboratoriet. Her bevarede de miljøforholdene fra sandfiltret stort set uændret.
Under disse forhold kunne bakteriernes aktivitet påvises. Forskerne kunne med en teknik kaldet Stable Isotope Probing identificere, hvilke bakterier der var aktive under forskellige betingelser.
– Med analysen kunne vi se, at med ammonium som den primære energikilde var Nitrospira de mest aktive bakterier – mindst 10 gange mere aktive end de typiske ammonium-oxiderende bakterier. Derudover udgjorde Nitrospira op til 20-50 procent af det samlede mikrobielle miljø, siger Barth F. Smets.
– Vi har dermed fået et afgørende bevis på, at comammox Nitrospira udnytter de påviste egenskaber i naturlige miljøer og driver nitrifikationen i de undersøgte sandfiltre fra vandværkerne.
Den nye bakterie dominerede i prøver fra alle de undersøgte danske vandværker. Dette understøtter, at den nye bakterie ikke kun forekommer, men kan være afgørende for nitrifikationen i behandling af drikkevand. Forskerne ved dog endnu ikke, hvilke betingelser der er væsentlige for bakteriens succes. Den dominerer ikke i vandrensningssystemer i andre dele af verden – og i de danske systemer optræder den ofte sammen med andre nitrificerende mikrober.
Barth F. Smets er overbevist om, at hans forskergruppe kun har set toppen af isbjerget, og at der er meget tilbage at lære om comammox Nitrospira. Hans gruppe søger nu aktivt efter fortsat støtte til at udvikle en bedre forståelse af både økologien og evolutionærbiologien i comammox Nitrospira med en ambition om at udvikle mere effektive og robuste nitrifikationsprocesser til vandværkernes vandrensning.
Forskergruppen bag resultaterne består af: DTU: Barth F. Smets, Hans-Jørgen Albrechtsen, Arda Gülay, Jane Fowler, Karolina Tatari; SDU: Bo Thamdrup; KU: Søren J. Sørensen og Waleed Abu Al-Soud.
Kilde: DTU Miljø
