ทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ลองบีช นำโดยศาสตราจารย์แมรี อี. ลิดสตรอม (Mary E Lidstrom) พบวิธีลดโลกร้อนโดยการใช้แบคทีเรียกำจัดก๊าซมีเทน ซึ่งเป็นก๊าซเรือนกระจกที่ร้ายกว่าคาร์บอนไดออกไซด์
แบคทีเรียดังกล่าวอยู่ในกลุ่มที่เรียกว่า ‘เมทาโนโทรฟ’ (methanotroph) พวกมันจะ ‘กิน’ ก๊าซมีเทน (CH₄) เข้าไป เปลี่ยนส่วนหนึ่งของมีเทนให้กลายเป็นแหล่งโปรตีนสำหรับตัวมันเอง แล้วขับถ่ายออกมาเป็นสารชีวมวล จากนั้นจะทำกระบวนการออกซิไดซ์มีเทนออกมาเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) ที่แม้เป็นก๊าซเรือนกระจกเช่นกัน แต่ก็ส่งผลต่อภาวะโลกร้อนน้อยกว่ามีเทนมาก
ท่ามกลางแบคทีเรียเหล่านี้ ทีมงานของศาสตราจารย์ลิดสตรอม ได้ค้นพบแบคทีเรียสายพันธุ์หนึ่งที่มีชื่อว่า ‘เมทิลโลทูวิไมโครเบียม บูรีเอเทนส์ 5GB1C’ (methylotuvimicrobium buryatense 5GB1C) มีประสิทธิภาพในการกำจัดมีเทนได้เหนือกว่าแบคทีเรียอื่นๆ ในกลุ่มเดียวกันถึง 5 เท่า แต่ต้องการพลังงานในการดำรงชีวิตต่ำกว่าเพื่อน
การค้นพบนี้มาจากจุดมุ่งหมายที่จะคัดเลือกสายพันธุ์แบคทีเรียกินมีเทนที่สามารถเติบโตได้ดี และแพร่พันธุ์ได้ในมีเทนที่มีระดับความเข้มข้น 200-500 ppm (ส่วนในล้านส่วน) ขณะที่สายพันธุ์อื่นนั้นต้องการความเข้มข้นของมีเทนสูงกว่าหลายเท่า คือประมาณ 5,000-10,000 ppm แต่ความเข้มข้นของมีเทนระดับนี้ไม่อาจพบได้ในธรรมชาติทั่วไป ทำให้ ‘เมทิลโลทูวิไมโครเบียม บูรีเอเทนส์ 5GB1C’ มีความเหมาะสมในการนำออกไปใช้งานในโลกของความเป็นจริง
แหล่งกำเนิดก๊าซมีเทนที่ใหญ่ที่สุดในโลกคือตามฟาร์มปศุสัตว์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งจากภาคเกษตรกรรมในประเทศเขตร้อน เราจะพบมีเทนจำนวนมากถูกปล่อยออกมาจากมูลสัตว์และการผายลม
ก๊าซมีเทนนั้น หลังถูกปล่อยขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศโลก ในช่วง 20 ปีแรก ก๊าซนี้จะมีศักยภาพมากกว่าก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ถึง 85 เท่า ในการก่อให้เกิดภาวะโลกร้อน ที่น่าห่วงคือก๊าซมีเทนถูกปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศในอัตราที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วตลอด 15 ปีที่ผ่านมา ซึ่งแตะระดับสูงสุดเป็นประวัติการณ์ที่ 1.92 ppm ในชั้นบรรยากาศโลก จนในปัจจุบันสาเหตุโลกร้อนไม่น้อยกว่า 30% มีต้นเหตุที่มาจากก๊าซนี้
ทีมงานคาดว่าหากสามารถนำแบคทีเรียไปกินมีเทนบริเวณใกล้แหล่งกำเนิดก๊าซ นั่นคือตามฟาร์มปศุสัตว์ได้ ก็จะบรรเทาปัญหาโลกร้อนลงได้ โดยหากกำจัดมีเทน 0.3 -1 เพตะกรัม ออกจากชั้นบรรยากาศโลกได้ภายในปี 2050 ก็จะลดอุณหภูมิเฉลี่ยของโลกลงได้ 0.21-0.22 องศาเซลเซียสเลยทีเดียว และยิ่งนำวิธีนี้ไปรวมกับกลยุทธ์การลดการปล่อยก๊าซอื่นๆ การลดโลกร้อนก็จะยิ่งมีประสิทธิผลชัดเจนยิ่งขึ้น
การนำแบคทีเรียกินมีเทนไปใช้งานในโลกจริง ต้องบรรจุพวกมันในเครื่องมือที่อาจเรียกว่าเป็นเครื่องปฏิกรณ์ที่จะหมุนเวียนอากาศภายนอกเข้าไปเพื่อให้แบคทีเรียคอยกำจัด ประมาณการว่าอาจต้องใช้เครื่องปฏิกรณ์ที่ว่านี้จำนวนหลายพันเครื่อง เพื่อกระจายไปให้ทั่วแหล่งกำเนิดมีเทนตามสถานที่ต่างๆ แน่นอนว่าต้องใช้งบประมาณมหาศาล
ศาสตราจารย์แมรี อี. ลิดสตรอม กล่าวถึงเรื่องนี้ว่า “…อุปสรรคที่ใหญ่ที่สุดคือแหล่งเงินทุนและการยอมรับจากสาธารณะ เราเชื่อว่าเราสามารถนำร่องการทดสอบได้ภายใน 3-4 ปี ต่อจากนั้นการขยายขนาดก็จะขึ้นอยู่กับเงินลงทุนและการดำเนินการเชิงพาณิชย์
“เรื่องเงินทุนเป็นเรื่องที่น่ากังวล แต่หากเรารู้ว่าความอยู่รอดของเราขึ้นอยู่กับการลดมีเทนในบรรยากาศ การเน้นเงินทุนก็อาจมีความสำคัญน้อยลงไป”
“การขาดเจตจำนงทางการเมือง และความเข้าใจในภาคเอกชนและภาครัฐเกี่ยวกับความจำเป็นเร่งด่วนในการลดก๊าซมีเทนในขณะนี้ จะทำให้โลกร้อนยิ่งขึ้นไปอีกในปีต่อๆ ไป” แมรี แอน บรันส์ ศาสตราจารย์ด้านจุลชีววิทยาดินที่มหาวิทยาลัยแห่งรัฐเพนซิลเวเนีย กล่าว
ทุกวันนี้มีหลายหน่วยงานทั่วโลกพยายามหาวิธีลดการปล่อยก๊าซมีเทนออกสู่ชั้นบรรยากาศ อย่างไรก็ตาม ทางศาสตราจารย์ลิดสตรอมก็ได้เตือนว่า กลยุทธ์การลดการปล่อยก๊าซมีเทนในบางแบบ อาจไปกระตุ้นแบคทีเรียตามธรรมชาติให้ปล่อยก๊าซ ‘ไนตรัสออกไซด์’ ออกมาแทน ซึ่งมีศักยภาพในการก่อปัญหาโลกร้อนมากกว่าก๊าซมีเทนถึง 10 เท่า โชคดีที่เทคโนโลยีที่ใช้แบคทีเรียเมทาโนโทรฟิคของทีมงาน จะไม่ก่อให้เกิดการปล่อยก๊าซไนตรัสออกไซด์ที่ว่านี้
ทีมงานตีพิมพ์การค้นพบครั้งนี้เมื่อวันที่ 21 สิงหาคม 2023 ใน https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2310046120?doi=10.1073%2Fpnas.2310046120
ภาพ: Mario Tama / Getty Images
อ้างอิง:
