研究:這種細菌超會吃甲烷! 減緩暖化的迷你幫手

2023/09/17 環境資訊中心 曹可芝 編譯;許祖菱 審校

減少溫室氣體的責任很大,科學家在自然界找到「超迷你幫手」了!最新研究發現一種特殊的甲烷氧化菌,能更有效地分解甲烷,而甲烷是僅次於二氧化碳的第二大溫室氣體。研究人員對這種細菌寄予厚望,但目前仍在實驗室階段,如何擴大規模仍是一大考驗。

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不只牛羊排放甲烷,天然氣、工業、農業和垃圾填埋場也會排放,但一般的甲烷氧化菌只能處理低濃度的甲烷,效用有限。 圖片來源:Jan Huber/Unsplash

低濃度甲烷環境中也能作用

甲烷是全球第二大溫室效應來源,僅次於二氧化碳。若以20年為單位計算,甲烷造成暖化的潛勢值是二氧化碳的84倍。石油和天然氣、工業、農業和垃圾填埋場等人類活動都有可能產生甲烷。

甲烷氧化菌(methanotrophs,又稱嗜甲烷菌)並非新發現,但這類細菌對環境要求頗高,多數只在甲烷濃度達5000至1萬ppm時才會快速生長。但大氣中的甲烷濃度約為1.9ppm。即使在垃圾掩埋場、稻田和石油油井等容易產生甲烷的地方,濃度大約也只有500ppm,要靠一般的甲烷氧化菌來減少甲烷並不可行。

不過,華盛頓大學(University of Washington)與美國海軍官校 (Navy Academy)組成的團隊卻找到新可能。他們發現一種甲烷濃度較低時也能發揮作用的甲烷氧化菌。這項研究於8月21日刊登於《美國國家科學院刊》(PNAS)期刊。

團隊測試了六種甲烷氧化菌。其中,「Methylotuvimicrobium buryatense 5GB1C」的菌株表現特別亮眼。根據《Chemical& Engineering News》,這種菌株在甲烷濃度達200至1000ppm時也能快速「吃掉」甲烷。

PHYS》指出,5GB1C不僅可以在低濃度的狀況下消耗甲烷,還能不斷增加自身數量。它消耗甲烷的速度比其他細菌更快。

5GB1C還有另一個好處。作者之一、華盛頓大學微生物學與化學工程學家利德斯壯(Mary E. Lidstrom)向《衛報》解釋,促進細菌的活動可能會增加第三大溫室氣體一氧化二氮(N2O),但這個菌種在實驗過程並未產生一氧化二氮。

擴大規模仍有資金與技術門檻

研究人員盼望新發現能帶來減少甲烷排放的新契機。利德斯壯表示, 「目前最大的應用障礙就是技術問題,必須先將分解甲烷的處理裝置擴大20倍。做到這一點後,還有資金投入與大眾接受度的問題。我們預估3至4年內就可做到前導試驗,能否擴大規模則看資金與商轉的可能性」。

根據聯合國2022年發布的《溫室氣體公報》(Greenhouse Gas Bulletin),2021年二氧化碳、甲烷和一氧化二氮的濃度,分別較工業化前水準增加49%、162%和24%,以甲烷增加比例最高。世界氣象組織資料顯示,甲烷濃度在2020年和2021年分別增加15ppb和18ppb,是1983年有系統記錄以來的最大增幅。


參考資料

衛報(2023年8月22日),Bacteria that ‘eat’ methane could slow global heating, study finds

Chemical& Engineering News(2023年8月27日),Methane-eating bacteria could one day slow global warming

Clean Technicia(2023年8月4日),Got Climate Change? Methane-Eating Bacteria To The Rescue!

National Library of Medicine(2023年8月21日),A methanotrophic bacterium to enable methane removal for climate mitigation

ClimateScience(2023年1月9日),Greenhouse Gases: What is Warming Up Our Earth?

Phys.org(2023年8月24日),Researchers identify a type of bacteria that eats low volumes of methane


本文授權轉載自《環境資訊中心》(原文為:研究:這種細菌超會吃甲烷! 減緩暖化的迷你幫手


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