گاز خنده (دی‌نیتروژن مونوکسید یا N2O) در درجه اول توسط میکروارگانیسم‌هایی که مسئول تمیز کردن فاضلاب هستند، آزاد می‌شود. این میکروب‌ها در جوامع پیچیده‌ای زندگی می‌کنند و هر گروه نقش خاصی را به عهده دارد. انتشار گاز در طول روز و در فصول مختلف متفاوت است و فرآیندهای میکروبی پیچیده پشت آنها تا حد زیادی ناشناخته باقی می‌مانند که طراحی استراتژی‌های موثر برای کاهش انتشار گاز را دشوار می‌کند. دی‌نیتروژن مونوکسید گازی بی‌رنگ، بی‌بو و غیرقابل اشتعال است. این گاز در رده اصلی گازهای گلخانه‌ای قرار داشته و آلوده کننده هوا است. مطالعات اخیر نشان می‌دهد که این گاز می‌تواند باعث آسیب به سلول‌های عصبی شود و پزشکان نسبت به مصرف آن در بین عموم هشدار داده‌اند.
با انگیزه نیاز به حذف این آلاینده، دستیار مهندسی فرآیند زیستی و استاد بیوتکنولوژی زیست محیطی، با مقامات آب هلند و بنیاد تحقیقات کاربردی آب (STOWA) همکاری کردند. محققان تحت نظارت آنها از تکنیک‌های پیشرفته – از جمله تجزیه و تحلیل DNA و پروتئین – برای مطالعه جزئیات نحوه تعامل میکروارگانیسم‌های منفرد در محتوای فاضلاب در یک دوره دو ساله استفاده کردند. این تحقیق نشان داد که چگونه عوامل محیطی و عملیاتی – مانند دما و سطح اکسیژن – بر انتشار گاز اکسید نیتروژن تأثیر می‌گذارند.
تأثیر اکسیژن بر انتشار گاز
یکی از اکتشافات کلیدی محققان این بود که تجمع نیتریت – یک واسطه مرکزی در تجزیه ترکیبات نیتروژن – با عدم تعادل بین دو گروه باکتری مرتبط است. گروهی که آمونیاک را به نیتریت تبدیل می‌کنند در مقابل گروهی که نیتریت را به نیترات تبدیل می‌کنند. از آنجایی که نیتریت پیش ساز اکسید نیتروژن است، این عدم تعادل به عنوان عامل اصلی انتشار اکسید نیتروژن یا گاز خنده شناخته شد. نتیجه تحقیقات خاطرنشان می‌کند که در اصل، احتمالا نیازی به تغییرات زیرساختی عمده وجود ندارد. ایده این است که افزایش تدریجی اکسیژن، ممکن است، به طور قابل توجهی انتشار گازهای گلخانه ای را کاهش دهد. این یافته‌ها بسیار حائز اهمیت است، زیرا نه تنها به راه‌های بالقوه کاهش انتشار اکسید نیتروژن اشاره می‌کند، بلکه نشان می‌دهد که مداخلات مورد نیاز ممکن است هم ساده و هم مقرون‌به‌صرفه باشد.
