Algákkal a mikroműanyagok ellen
Susie Dai professzor, a Missouri Egyetem Vegyészeti és Biomedikai Mérnöki Tanszék professzora és a Bond Élettudományi Központ vezető kutatója géntechnológiát alkalmazva hozott létre egy újfajta algát, amely a szennyvízben növekszik, és a mikroműanyagokat könnyen összegyűjthető és eltávolítható biomasszává alakíthatja.
Azt reméli, hogy a jövőben kísérleti bioreaktoránál nagyobb változatokat építhet, amelyeket szennyvíztisztításnál lehetne alkalmazni.
Mindennek hátterében az áll, hogy nemrégiben egy forradalmian új algafajtát alkalmazott a káros mikroműanyagok szennyezett vízből történő begyűjtésére és eltávolítására, azzal a céllal, hogy a begyűjtött mikroműanyagokat biztonságos bioműanyag termékekké, például kompozit műanyag fóliákká alakítsa át.
„A mikroműanyagok szinte mindenhol megtalálhatók a környezetben, például tavakban, folyókban, szennyvízben és az általunk fogyasztott halakban. Jelenleg a legtöbb szennyvíztisztító telep csak a nagy műanyag részecskéket tudja eltávolítani, de a mikroműanyagok olyan aprók, hogy átjutnak rajtuk, és az ivóvízbe kerülnek, szennyezve a környezetet és károsítva az ökoszisztémákat.” – foglalja össze a probléma lényegét.
A limonén a megoldás kulcsa
Egy nemrégiben készült tanulmányban kifejti, hogy géntechnológiát alkalmazott egy újfajta alga előállításához, amely egy illékony természetes olajat, limonént termel – ugyanazt a vegyi anyagot, amely a narancs frissítő illatát adja. A limonén vízlepergetővé teszi az algát. Mivel a mikroműanyagok is vízlepergetők, a kettő mágnesként tapad össze, amikor a vízben találkoznak: csomókat képeznek, amelyek lesüllyednek a medence aljára, és egy szilárd biomasszaréteget hoznak létre, amelyet könnyű összegyűjteni és eltávolítani. E speciálisan létrehozott algák képesek növekedni a szennyvízben, a felesleges tápanyagokkal táplálkozva, növekedésük során tisztítva a vizet.
„A mikroműanyagok eltávolításával, a szennyvíz tisztításával és végül az eltávolított mikroműanyagok bioműanyag termékek előállítására való felhasználásával egyetlen megközelítéssel három problémát tudunk kezelni. Kutatásunk még korai szakaszban van, de végső célunk az, hogy az új technológiát integráljuk a meglévő szennyvíztisztító telepekbe” – mondja az ambiciózus kutató.
Susie Dai, a University of Missouri kutatója géntechnológiával olyan algát fejlesztett ki, amely képes a szennyvízben található mikroműanyagok összegyűjtésére. Az alga limonént – a citrusfélék illatáért felelős természetes olajat – termel, amely vízlepergetővé teszi a sejt felszínét. Mivel a mikroműanyagok is hidrofób tulajdonságúak, a két anyag a vízben találkozva könnyen összetapad, csomókat képez, majd lesüllyed a medence aljára. Az így keletkező biomassza egyszerűen eltávolítható. Az algák közben a szennyvíz tápanyagaival táplálkoznak, így a víz tisztítását is segítik. A kutatók célja, hogy a technológiát a jövőben szennyvíztisztító telepeken is alkalmazzák.
Susie Dai, a University of Missouri Vegyészeti és Biomedikai Mérnöki Tanszékének professzora és a Bond Life Sciences Center vezető kutatója géntechnológia segítségével egy új algafajtát fejlesztett ki, amely képes a mikroműanyagok eltávolítására a szennyvízből. Az innováció lényege, hogy az alga a vízben lebegő mikroműanyagokat könnyen összegyűjthető biomasszává alakítja, amely később eltávolítható a rendszerből. A kutató hosszabb távon nagyobb méretű bioreaktorok létrehozását tervezi, amelyek a szennyvíztisztító telepeken is alkalmazhatók lennének.
A mikroműanyagok ma már szinte minden környezeti közegben jelen vannak: megtalálhatók tavakban, folyókban, szennyvízben, sőt az emberi fogyasztásra kerülő halakban is. A hagyományos szennyvíztisztító rendszerek elsősorban a nagyobb műanyagdarabokat képesek kiszűrni, míg a mikroszkopikus méretű részecskék gyakran átjutnak a szűrőrendszereken, így a természetes vizekbe vagy akár az ivóvízbe kerülhetnek.
A kutatás kulcseleme egy géntechnológiával módosított alga, amely limonént – egy természetes, a citrusfélék illatáért felelős vegyületet – termel. Ez az olaj vízlepergetővé teszi az algasejteket. Mivel a mikroműanyagok szintén hidrofób tulajdonságúak, a két anyag a vízben találkozva könnyen egymáshoz tapad. Az így kialakuló csomók lesüllyednek a víz aljára, ahol szilárd biomasszaréteget képeznek, amely egyszerűen összegyűjthető.
Az algák ráadásul a szennyvízben található felesleges tápanyagokat használják fel növekedésükhöz, így a folyamat a víztisztítást is segíti. A kutatók szerint a technológia egyszerre három problémára kínálhat megoldást: a mikroműanyagok eltávolítására, a szennyvíz tisztítására, valamint az összegyűjtött műanyagok bioműanyag-alapú termékekké – például kompozit fóliákká – történő újrahasznosítására. A fejlesztés jelenleg még kísérleti fázisban van, de a cél az, hogy a jövőben a meglévő szennyvíztisztító rendszerekbe is beépíthető legyen.
Egy 10 826 kínai telepet vizsgáló tanulmány szerint a nagy központosított rendszerek egyszerre két határba ütköznek – a vízhiány enyhítésében és a megtérülésben –, a hibrid modell pedig akár 37%-kal olcsóbb lehet.
A 600 oldalas Országos Vízmegtartási Koncepció és Akcióterv szövege még nem nyilvános, de a 2027-es költségvetési javaslatból már kiolvasható, mi valósulhat meg belőle jövőre. Annyi már most látszik: vegyes a kép, lesznek nyertes és vesztes területek.
Japán kutatók a szennyvízben úszó baktérium-DNS-ből és a csövek adataiból gépi tanulással jelölték ki a korrózióra leginkább hajlamos csatornaszakaszokat – kamera nélkül, a teljes hálózatra.
Az egyesített csatornarendszerek visszatérő problémája, hogy egy-egy kiadós zápor után közvetlenül a befogadóba irányítják a szennyvizet, nehogy a túlterhelés kárt tegyen a szennyvíztisztítóban. Egy philadelphiai kutatás 12 év adatai alapján kimutatta, hogy ilyen esetek után a kisebb patakokban napokig alacsony marad az oldott oxigén, a nagy folyók viszont szinte meg sem érzik.
