فسفر یک ماده مغذی ضروری برای گیاهان است و مدیریت میزان دسترسی به آن برای کشت محصولات کشاورزی به منظور حفظ عرضه جهانی غذا بسیار مهم است. محققان موسسه زیستشناسی، روش جدیدی را برای بازیافت فسفر از جریان زبالههای پالایشگاه زیستی توسعه دادهاند. این مطالعه که در مجله علوم و فناوری محیط زیست منتشر شده است، توسعه فرآیندی توسط این تیم را شرح میدهد که میتواند فیتات، منبع فسفری که نمیتواند توسط گیاهان جذب شود، را به فسفات زیستی تبدیل کند. رویکرد آنها بر استفاده موفقیتآمیز از یک کاتالیزور زیستی، یک ماده بیولوژیکی که نوع خاصی از واکنش شیمیایی را سرعت میبخشد، متکی است.
به گفنه استاد مهندسی عمران و محیط زیست در دانشگاه ایلینوی، این مطالعه به شکاف فناوری در بازیافت فسفر از جریان زبالههای پالایشگاههای زیستی میپردازد. از نظر تاریخی، جامعه به منابع تجدیدناپذیر بسیاری از مواد، از جمله سوختها و کودها، متکی بوده است. به عنوان مثال، منابع فسفر فعلی عمدتاً از استخراج سنگ فسفات با استفاده از یک فرآیند چالش برانگیز و انرژیبر حاصل میشود که بر محیط زیست تأثیر منفی میگذارد. نوآوریهای جدیدتر در تولید، پتانسیل پالایشگاههای زیستی، تأسیساتی که زیستتودههایی مانند ذرت یا چوب را به سوخت، مواد مغذی حیوانی و گیاهی یا سایر محصولات مفید تبدیل میکنند، را بررسی کردهاند.
فرآیندهای سنتی برای تبدیل فیتات به فسفات، به انرژی یا مواد شیمیایی زیادی نیاز دارند و میتوانند ناکارآمد باشند. محققان در عوض به یک بیوکاتالیست خاص، آنزیمی به نام فیتاز، روی آوردند که میتواند تبدیل شیمیایی از فیتات به فسفات را سرعت بخشد. فیتاز محدودیتهای خاص خود را دارد. خالصسازی آن زمانبر است و میتواند فعالیت خود را به سرعت در فاضلاب از دست بدهد. برای تولید و محافظت از آنزیم، تیم سلولهای مخمر را طوری مهندسی کرد که فیتاز را روی سطح سلول نشان دهند.
