在极端条件下,细菌可以帮助将二氧化碳转化为岩石

小夏 科学 更新 2024-02-24

在极端条件下,细菌可能能够加速二氧化碳的矿化。 将这些微生物与捕获的二氧化碳一起注入地下,可以更永久地储存温室气体。

来自南达科他州矿业与技术研究所的Gokce Uscunisik和她的同事从华盛顿州的一个堆肥堆中分离出可以忍受高温和高压的土芽孢杆菌。

在实验室测试中,研究人员比较了CO2溶解在有和没有这些微生物的水中时矿化的速度。 他们在不同的温度、压力和盐度下测试了这一过程,与二氧化碳可以储存在地下深处的极端条件相当。 他们还用不同类型的玄武岩测试了这一过程。

在没有微生物的情况下,研究人员没有观察到任何二氧化碳矿化。 乌斯图尼西克说,即使在理想的地质条件下,这个过程也往往需要数年时间。 “这将需要很长时间,”她说。

然而,Ustunisik说,当微生物存在时,CO2在80°C(176°F)和大约500倍的海平面压力下形成矿物晶体只需要10天。 在极端条件下,这种快速的速度可以使更多的二氧化碳被锁定在地下深处的储存地点,例如枯竭的石油和天然气储层。

Ustunisik说,这种快速矿化的关键是由细菌产生的一种称为碳酸酐酶的酶。 她说,一旦二氧化碳溶液溶解了岩石,酶就会迅速降低溶液的酸度,因此从岩石中释放的镁和钙可以形成碳酸盐矿物。

同样在南达科他州矿业与技术学院的布雷特·林沃尔(Bret Lingwall)说,地表微生物通常会产生这种酶 - 人类也会产生 - 但它们通常不会在极端条件下存活很长时间。 “在地下5000英尺的地方生活很难,”他说。

研究人员在12月于旧金山举行的美国地球物理联合会年会上介绍了这项工作的一些细节。 然而,他们正在等待更多信息的发布 - 例如他们检查的细菌的确切种类 - 直到他们获得专利。

研究人员还计划测试从南达科他州前矿井深处分离出的芽孢杆菌以及转基因菌株,以确定哪些微生物表现最好。 Ustunisik说,下一步是在实际的储存井中测试微生物。 但外部研究人员表示,许多因素可能无法转化。

围绕这些生物体的复原力,这些生物体的食物**,它们的周转率以及它们在不同碱性环境中工作的能力存在悬而未决的问题,“纽约康奈尔大学的Greeshma Gadikota说。 营养物质需要与微生物一起注射以保持它们的活力。 她说,控制引入地面的微生物如何传播也可能很困难,如果它们是转基因的,这可能是一个特别令人担忧的问题。

英国阿伯里斯特威斯大学的安德鲁·米切尔(Andrew Mitchell)表示,很难知道这些微生物是否会在更大范围内加速二氧化碳矿化,但将这一过程缩短到10天将是“快速的”。 他说,找到一种可以加速矿化并在深层条件下生存的微生物将是有用的。 “很多虫子不喜欢炎热、高压的环境。

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