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水中の有害病原体の検出:フラッキングと水の安全性との関連性を明らかにする

型破りな石油とガスの開発 (UD) は、比較的不浸透性の地下頁岩から石油と天然ガスを抽出するプロセスです。 UD 内では、「フラッキング」としてより一般的に知られている水圧破砕のプロセスを使用して、水、砂、および化学添加剤の組み合わせを使用して、対象の岩層から隔離された炭化水素を刺激します。

フラッキングは、米国全土での拡大の過程で、気候変動の議論で最も物議を醸すサブトピックの1つでした.業界の支持者は、シェール エネルギー革命による莫大な経済的利益と炭素排出量の削減を挙げていますが、懐疑論者は潜在的な環境への影響をすぐに挙げています。これまでのところ、科学文献は、UD と環境スチュワードシップが相互に排他的ではないことを示しています。しかし、ますます多くの研究が、UD プロセス内の機械的非効率性に起因する地下水汚染、地表流出、および有毒な空気排出の発生も明らかにしています。

より具体的には、不正な天然ガス、重金属、化合物が、UD 事業の近くにある井戸で検出されました。この分野の科学界が生物学的汚染物質の文脈の中で UD の環境への影響を調査し始めたのはごく最近のことです.

最近発表された 3 つの研究で、私たちのチームはテキサス州のシェール エネルギー流域全体で地下水サンプルを収集し、きれいな地下水と汚染された地下水における有害な病原体の蔓延を調べました。私たちのサンプルは、問題が報告されておらず、検出可能なレベルの有害金属や化学物質が検出されていない井戸から、掘削インフラストラクチャの欠陥や誤った井戸刺激慣行による UD によって汚染された井戸までさまざまでした。

結果はかなり驚くべきものでした。さまざまな日和見病原体が炭化水素ガスや化学添加物の存在下で生き残ることができることを発見しただけでなく、それらは繁栄し、複数の抗生物質に対して堅牢な耐性プロファイルを示した.特定の病原体が高レベルの塩素処理に対して耐性があることさえ観察しました.

地下水中のバクテリアの存在は新しい現象ではありません。それにもかかわらず、連邦および州の飲料水基準の対象となる種の幅は非常に限られています。マトリックス支援レーザー脱離/イオン化飛行時間型質量分析 (MALDI-TOF MS) を使用した新しい方法により、収集したサンプルを 2,500 種類以上の異なる細菌種について同時にスクリーニングすることができました。そのため、緑膿菌の検出 、接触すると皮膚の完全性を低下させる可能性のある細菌は、以前は標準的な検査要件では検出されませんでした.

この研究の明るい兆しは、廃水から化学物質を生物学的に修復するためのツールとして使用できる汚染された井戸で 2 つのバクテリアが特定されたことです。 Pseudomonas stutzeri およびアシネトバクター・ヘモリティカス どちらも、実験室条件下でクロロホルムとトルエンを分解する能力を示しました。これは、同じ化学物質に悩まされている井戸から分離されたことを考えると興味深いことです。まとめると、これらの研究は、さまざまな種のバクテリアが汚染条件下で適応し、繁殖できることを示しています。これにより、地下汚染のインスタンスを処理する方法を解読するための複雑さがさらに増します.

研究、石油およびガス採掘活動付近の地下水質と細菌群集との関連性の調査、およびマトリックス支援レーザー脱離/イオン化飛行時間型質量分析法を使用した汚染された地下水における細菌多様性の特徴付けは、ジャーナル に掲載されました。総合環境科学 .記事「MALDI-TOF MS for the identification of cultivable Organic-degrading バクテリアの同定、非在来型の天然ガス採掘現場付近」が Microorganisms 誌に掲載されました。 .この作業は、テキサス大学アーリントン校の環境分析および修復のための共同研究所の研究者および関連会社によって行われました。


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