Maryam Rezadehbashi
Résumé : Dans cette étude, en utilisant des procédures de séquençage de pointe, nous explorons les structures du réseau microbien de deux bioréacteurs anaérobies (S8 et S5) récompensant les eaux de drainage des résidus miniers de métaux contenant des concentrations élevées de cuivre, de molybdène et de sulfate dans le but d'associer les réseaux microbiens aux expositions des bioréacteurs. S5 est un lac à courant uniforme, tandis que S8 est un lac en amont/en aval. Ces bioréacteurs traitent des fuites de résidus comparables, utilisent la même source de carbone et tous deux obtiennent des inoculants microbiens provenant d'un même bassin naturel. S8 et S5 fonctionnent à différentes températures, ont des volumes traitables différents et ont montré des efficacités d'expulsion des métaux différentes. S5 a atteint de manière fiable l'azote de molybdène et le sulfate isolés à 90 %, 41 % et 16 % séparément. Français Les expulsions annuelles de molybdène et de cuivre à S8 ont atteint le point médian de 37 % et 84 % (plus que S5) en 2008. L'impact global de S8 sur la qualité de l'eau était similaire à celui de l'évacuation du molybdène, de l'azote et du sulfate basée sur S5, mais avec l'énorme avantage supplémentaire d'une expulsion prévisible du cuivre. Le réseau microbien du bioréacteur S8 était principalement constitué d'Euryarchaeota méthanogènes et d'Halogacteria extrémophiles. Contrairement à S8, le bioréacteur S5 était contrôlé par des Proteobacteria, des Bacteroidetes et des Chloroflexi. D'énormes morceaux de ces populations étaient associés à l'oxydation-diminution des métaux et à la dégradation de composés organiques complexes. Demandes Desulfobacterales, Desulfuromonadales, Hydrogenophilales, Burkholderiales, Sphingomonadales et Rhodospirillales (prévalents dans S5) ont des individus qui sont associés à la bioremédiation. Dans le bioréacteur S8, certaines de ces demandes sont encore perceptibles, même si elles sont moins fréquentes. Les réseaux microbiens de S8 et S5 suggèrent un environnement méthanogène/méthanotrophique et sulfogène pour ces deux systèmes séparément. L'eau couvre 70 % de la surface de la planète, mais le monde est actuellement confronté à une crise de l'eau. De cette ressource extrêmement abondante, moins de 1 % est disponible pour la consommation humaine. 66 % de toute l'eau nouvelle est enfermée dans des masses de glace et des glaciers où elle est souvent isolée des humains et n'est donc pas largement disponible pour la consommation. Les 97 % restants de l'eau mondiale sont salines, présentes dans les océans et les mers. Cela ne convient pas aux utilisations agricoles, à l'épuration mécanique ou à la consommation humaine sans de grandes sources d'énergie et aux efforts de dessalement, bien qu'elle soit utilisée pour certaines applications limitées, par exemple certains types de refroidissement dans les systèmes modernes. Ces sources d'eau n'ont pas changé au cours des 100 dernières années, mais au cours de cette période, la population a connu un développement rapide. La plupart de l'eau utilisée par les gens est soit comme vecteur d'énergie à l'ère de l'énergie thermoélectrique, où elle est utilisée à la fois pour le refroidissement et la production de vapeur afin de produire la force motrice des turbines, soit dans le système d'eau horticole et le nettoyage.L'Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture (FAO) estime que 11,8 % des 3 918 km3 d'eau nouvelle prélevée chaque année sont utilisés à des fins urbaines, où elle est acheminée vers les ménages pour boire, se laver et se divertir. Les volumes d'eau dans le monde restent constants dans un cadre appelé cycle de l'eau, donc à l'exception des déserts ou des régions densément peuplées, les limites physiques de l'eau ne posent généralement pas de problème. Un problème de plus en plus important, cependant, est la quantité limitée d'eau qui est soit consommable (appropriée à la consommation humaine) soit de qualité adéquate pour d'autres applications urbaines et modernes. Une fois que l'eau a été utilisée dans un processus anthropique, elle est appelée eaux usées. Les eaux usées sont qualifiées de contenant le rendement d'une combinaison des sources indiquées dans le tableau 1. Selon la FAO, en 2012, le monde a atteint 52 600 km3 d'eau nouvelle, ce qui est un peu plus de plusieurs fois supérieur à la quantité prélevée chaque année ; Cependant, cette ressource n'est pas uniformément répartie. L'Asie, par exemple, possède environ un quart des ressources en eau disponibles dans le monde, mais abrite près de 60 % de la population totale. La plupart des habitants vivent dans des centres urbains internationaux, dont 80 % sont situés sur le littoral ou à proximité de grands axes routiers. De nombreuses zones urbaines à travers le monde, même dans les pays qui ont à la fois des précipitations annuelles élevées et qui sont membres de l'Organisation de coopération et de développement économiques (pays de l'OCDE, par exemple Londres), sont considérées comme « axées sur l'eau ». On parle de « concentration sur l'eau » lorsqu'une région s'attend à avoir accès à une eau plus pure que celle disponible, ou produit plus d'eaux usées qu'il n'est possible de traiter efficacement. Cela entraîne une arrivée immédiate d'eaux usées dans les conduites, ce qui entraîne une diminution de la qualité de l'eau. Cela a donc des coûts monétaires, à la fois en termes de travail perdu en raison de maladies humaines et de dommages aux ressources naturelles environnantes, par exemple, aux stocks de pêche à la ligne. Le VBR a été nommé d'après les aspects de croissance cellulaire qui ont été observés pendant le fonctionnement. Lorsque les microalgues se développent de manière photosautotrophe, avec la lumière comme seule source d'énergie, la photosynthèse qui s'ensuit entraîne la production de niveaux toxiques d'oxygène. L'un des principaux avantages du flux tourbillonnaire dans la conception VBR est le niveau élevé d'échange gazeux qui se produit entre le liquide et tout gaz présent dans le système. Ce niveau élevé d'échange permet de maintenir les niveaux d'oxygène dissous à un niveau plus proche de celui de l'air ambiant, ce qui permet un échange d'air libre avec l'environnement extérieur. La toxicité de l'oxygène résultant d'un échange gazeux limité est un problème important pour les systèmes de photo-bioréacteurs à turbine, d'où l'utilisation généralisée de systèmes à mélange gazeux à forte consommation d'énergie, tels que les réacteurs à air pulsé ou les colonnes à bulles. En règle générale, si aucun gaz n'est utilisé pour mélanger le liquide, un compartiment de dégazage dédié devra être ajouté à la conception de tout photobioréacteur.Un dégazeur vortex pourrait avoir de nombreuses fonctionnalités dans ce domaine, car le flux vortex est à la fois une méthode d'échange de gaz efficace et une technologie évolutive. Cependant, le réglage des forces de cisaillement pour éviter de tuer les organismes de chaque espèce individuelle tout en maintenant un échange d'oxygène maximal, exclut probablement une conception passive « taille unique ».maryamdehbashi@gmail.com
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