Цианобактериите са в състояние да оцелеят в металургичните и минните отпадъци и да „улавят“ ценните метали. За броени минути редкоземните елементи се натрупват в размер на близо 10% от биомасата на тези бактерии.
Скандият, неодимът, лантанът и още 14 метала съставляват групата на редкоземните елементи. Те са наистина редки: съдържанието им в земната кора варира от 0,5 до 67 части на един милион. Въпреки това много от тях са изключително важни в съвременната микроелектроника и техника. Използват се в електродвигателите и светодиодите, смартфоните и видеокамерите, вятърните турбини и компютърната памет. В резултат от това стойността на един килограм от тези метали възлиза на стотици, а понякога и на хиляди долари.
По-голямата част от добива на редкоземните елементи понастоящем е съсредоточен в Китай, въпреки че огромни запаси са открити и на полуостров Кола, както и в Северна Швеция, където скоро се планира да започне техният добив. Друг източник на ценни метали биха могли да бъдат отпадъчните води от металургичните и минните производства, както и от заводите за преработка на електроника. Авторите на нова статия, публикувана в Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, са демонстрирали именно тази възможност.
Томас Брюк и колегите му от Мюнхенския технологичен университет провеждат лабораторни експерименти с 12 доста екзотични вида цианобактерии, които живеят в пустините, силно солените водни басейни, замърсените почви и други екстремни ниши. Научната работа показва, че някои микроби са в състояние да натрупват редкоземни елементи, които след това могат да бъдат извлечени от тяхната биомаса.
Един от тези видове бактерии, все още неописан представител на рода Nostoc, е показал особено висока ефективност при извличането на ценни метали, натрупвайки до 84-91 милиграма на грам от собствената си маса – от осем до девет процента. Многообещаваща е и цианобактерията Scytonema hyalinum, която натрупва между 15 и 21 милиграма на грам. Тези процеси могат да бъдат стимулирани чрез поддържане на определена киселинност на средата (рН между пет и шест) и нейния състав с цел постигане на минимално съдържание на други метали, които се конкурират с редкоземните за получаване от микробите.
„Установихме, че цианобактериалната биомаса има отлични адсорбиращи свойства поради високата концентрация на отрицателно заредени захари на повърхността“, обяснява Майкъл Пейпър, един от авторите на статията. „Те привличат положително заредените метални йони, които подпомагат фиксирането им в биомасата. Учените твърдят, че използването на подобни микроби е особено перспективно, не само поради високите концентрации на редкоземните елементи, които те натрупват, но и поради скоростта, с която работят. Целият процес отнема само няколко минути“.