Środa 28.04.2021

Bakterie pomogą usunąć mikroplastiki ze środowiska

Mikrobiolodzy opracowali zrównoważony sposób usuwania cząstek mikroplastików ze środowiska – i chcą do tego wykorzystać bakterie.



fot. shutterstockfot. shutterstock

Bakterie w naturalny sposób mają tendencję do grupowania się i przyklejania do powierzchni, co tworzy tzw. „biofilm” – widzimy go każdego ranka, na przykład podczas mycia zębów i usuwania płytki nazębnej. Naukowcy z Politechniki w Hongkongu (PolyU) chcą wykorzystać tę właściwość lepkich bakterii i stworzyć przypominające taśmę siatki na drobnoustroje, które mogą wychwytywać mikroplastiki w zanieczyszczonej wodzie.
Chociaż odkrycie to, przedstawione na dorocznej konferencji Microbiology Society, jest  w powijakach, wynalazek ten może utorować drogę do trwałego obniżenia poziomu zanieczyszczenia plastikiem, wykorzystując coś, co występuje w naturze.

„Konieczne jest opracowanie skutecznych rozwiązań, które wychwytują, gromadzą, a nawet poddają recyklingowi mikroplastiki, aby powstrzymać„ plastyfikację ”naszego naturalnego środowiska” - powiedziała Sylvia Lang Liu, badaczka mikrobiologii z PolyU.

Mikroplastiki to malutkie cząsteczki plastiku, zwykle mniejsze niż 5 mm, które są uwalniane do środowiska podczas produkcji i rozkładania np. plastikowych toreb na zakupy lub butelek z wodą – lub podczas codziennych czynności, takich jak pranie syntetycznej odzieży.

Chociaż są małe, ryzyko, jakie stanowią dla środowiska, jest ogromne. Mikroplastiki nie ulegają tak łatwo biodegradacji, więc utrzymują się przez długi czas w środowisku. Co więcej pochłaniają i gromadzą na swojej powierzchni toksyczne chemikalia, takie jak pestycydy, metale ciężkie i pozostałości leków. Rozprzestrzeniają się w ściekach i trafiają do oceanów, zagrażając zwierzętom morskim, które mylą cząsteczki plastików z pokarmem. W ten sposób tworzywa sztuczne trafiają także do naszego łańcucha pokarmowego.

Problem w tym, że nie ma żadnych trwałych, uniwersalnych sposobów na wyeliminowanie mikrodrobin plastiku ze środowiska. Dzięki tym badaniom zespół Liu stworzył biofilm bakteryjny, pochodzący z bakterii zwanej Pseudomonas aeruginosa, zdolnej do unieruchamiania i łączenia się mikroplastików unoszących się w wodzie. Siatki te wychwytują i grupują mikroplastiki i sprawiają, że opadają one na dno wody. Gdy mikroplastiki zostały wychwycone przez biofilmy i opadły na dno reaktora, naukowcy wykorzystali gen rozpraszając, który spowodował, że biofilm uwolnił mikroplastiki. Liu wyjaśniła, że „umożliwia to wygodne uwalnianie mikrodrobin plastiku z matrycy biofilmu, który w innym przypadku byłby trudny i kosztowny do degradacji, tak aby mikroplastiki można było później odzyskać do recyklingu”.

„To naprawdę innowacyjne i ekscytujące zastosowanie inżynierii biofilmu w celu rozwiązania kryzysu związanego z zanieczyszczeniem tworzywami sztucznymi” - powiedziała dr Joanna Sadler, naukowiec z Uniwersytetu w Edynburgu, która nie brała udziału w badaniu. „Jednym z największych wyzwań związanych z mikroplastikami jest wychwytywanie tak małych cząstek, aby można je było zdegradować i usunąć ze środowiska. Liu i współpracownicy zademonstrowali eleganckie rozwiązanie tego problemu, które ma ogromny potencjał do dalszego rozwoju w rzeczywistą technologię oczyszczania ścieków ”.

Jednak odkrycie jest dopiero w powijakach: eksperyment został przeprowadzony w kontrolowanym środowisku laboratoryjnym, a nie w oceanie lub kanalizacji. Kolejny problem jest tka, że w teście brały udział szczepy bakterii „aeruginosa”, które przenoszącą choroby u ludzi i prawdopodobnie nie będą mogły być stosowane w projektach na dużą skalę.

Naukowcy są jednak przekonani, że metodę można powtórzyć, co pozwoli znaleźć naturalne bakterie tworzące biofilm bezpośrednio w ściekach lub innych wodnych środowiskach. „Jeśli chodzi o wychwytywanie mikrodrobin plastiku, jest to interesujące osiągnięcie” - powiedział dr Nicholas Tucker, starszy wykładowca mikrobiologii molekularnej na Uniwersytecie w Strathclyde, który nie brał udziału w badaniu. Według Tuckera, trzeba będzie przeprowadzić więcej badań na temat typów powierzchni, na których można rozwijać biofilm.

Jednak takie badania stanowią dobry przykład wielu zastosowań biotechnologii drobnoustrojów i tego, jak wiele mogą zdziałać tak małe bakterie. „Ogólnie rzecz biorąc, pokazuje to, że drobnoustroje mogą i będą odgrywać rolę na każdym etapie cyklu życia tworzyw sztucznych” - powiedział Tucker.
Ekologia.pl (JS)

Bibliografia

  1. “https://scitechdaily.com/microbiologists-have-found-a-way-to-use-bacteria-to-remove-microplastics-from-the-environment/”; data dostępu: 2021-04-28
  2. “https://scitechdaily.com/microbiologists-have-found-a-way-to-use-bacteria-to-remove-microplastics-from-the-environment/”; data dostępu: 2021-04-28
Ocena (3.0) Oceń:
Pasaż zakupowy