Bakterie i inne drobnoustroje często kojarzą się z chorobami, ale odgrywają ważną rolę w procesie recyklingu odpadów. Odpowiadają za biodegradację materiałów organicznych i recykling składników odżywczych w środowisku naturalnym. Oprócz tej podstawowej roli drobnoustroje są również niezbędne na etapach fermentacji recyklingu odpadów, biodegradacja oleju w ekosystemach morskich, pomocna w oczyszczaniu ścieków i produkcji alternatywna energia.
Naturalna Biodegradacja
Mikroorganizmy przetwarzają składniki odżywcze w środowisku, rozkładając materiały organiczne. Materiały organiczne, takie jak zwłoki zwierząt i pnie drzew, rozkładają się pod wpływem rozkładających się drobnoustrojów, które są również odpowiedzialne za pozbywanie się odpadów przemysłowych i domowych. W procesie zwanym biodegradacją drobnoustroje wykorzystują składniki odżywcze i substancje chemiczne znajdujące się w środowisku do własnego przetrwania. Substancje odżywcze z rozkładu tych produktów są wolne w środowisku, aby żywić rośliny lub algi, które z kolei żywią wszystkie zwierzęta.
Fermentacja
Od czasów starożytnych ludzie używali bakterii, drożdży i innych drobnoustrojów do produkcji wielu produktów spożywczych i napojów. Chleb powstaje w wyniku mikrobiologicznej fermentacji cukrów w celu wytworzenia dwutlenku węgla, który uwalnia się w cieście, dzięki czemu chleb rośnie. Mikroby mają również fundamentalne znaczenie w produkcji piwa i wina, przekształcając cukry w alkohol. Fermentacja mikrobiologiczna jest również etapem chemicznego procesu recyklingu odpadów. Aspergillus carbonarius to mikroorganizm wykorzystywany do biodegradacji wiórów chromowych, które są częścią odpadów garbarskich.
Biodegradacja oleju
Mikroby zużywające węglowodory, takie jak Alcanivorax borkumensis, są wykorzystywane do czyszczenia wycieków ropy, zwłaszcza w głębokich wodach. Według artykułu opublikowanego w „Scientific American”, mikroby są jedynym procesem, który rozkłada olej głębiej w wodzie, podczas gdy procesy fizyczne, takie jak parowanie lub fale, mogą być stosowane na powierzchni fale. Bakterie rozkładają struktury pierścieniowe węglowodorów w oleju za pomocą enzymów i tlenu zawartego w wodzie morskiej. Bakterie zużywające ropę naturalnie występują w każdym oceanie świata, od Arktyki po Antarktydę.
Produkcja energii
Podczas degradacji odpadów browarniczych i innych materiałów organicznych drobnoustroje mogą wytwarzać metan, główny składnik gazu ziemnego. Od lutego 2011 r. naukowcy z Cornell University w stanie Nowy Jork również badają wykorzystanie społeczności drobnoustrojów do produkcji ciekłych biopaliw, donosi Science Daily. Mikroorganizmy beztlenowe, które żyją w środowiskach o wysokiej zawartości tlenu, mogą również przekształcać mieszankę obornika i roślin energetycznych, takich jak:
- trzcina cukrowa
- kukurydza
- w elektryczność