Znajdź zawartość

Grzyby, które potrafią rozkładać związki o skomplikowanej budowie chemicznej, mogą być przydatne w oczyszczaniu środowiska, szczególnie wód, z leków używanych w chemioterapii – uważa doktorantka Marcelina Jureczko z Politechniki Śląskiej. Tym problemem zajęła się w swojej pracy doktorskiej. Cytostatyki to leki przeciwnowotworowe używane w chemioterapii. Ogólnie mówiąc, wywołują one spowolnienie lub całkowite zablokowanie replikacji DNA, czyli powielania materiału genetycznego w komórkach nowotworowych. Jednocześnie są to substancje, które mogą stanowić zagrożenie dla środowiska. Przebadałam wpływ dwóch wybranych przez mnie cytostatyków na trzech poziomach troficznych: roślina (rzęsa drobna) przestała rosnąć, skorupiak (rozwielitka wielka) przestał się poruszać, bakteria (Pseudomonas putida) przestała się namnażać. To wszystko w tak niskich stężeniach tych substancji, że wyniki badań pozwoliły je zakwalifikować do grupy związków bardzo toksycznych – mówiła biotechnolog w rozmowie z PAP. Problemem jest więc oczyszczanie wód z pozostałości tych leków. Jureczko zwróciła uwagę, że coraz częściej pacjenci stosują chemioterapię doustną w domach, a niecałkowicie zmetabolizowane substancje aktywne z tych leków (czasem to nawet do 70 proc. przyjętej dawki) są przez nich wydalane i trafiają do ścieków komunalnych. Niestety, obecnie stosowane metody oczyszczania ścieków nie radzą sobie z rozkładem tych związków, więc często całkowicie nienaruszone przepływają one przez systemy i trafiają do wód – powierzchniowych, gruntowych, a nawet pitnych, co jest chyba najbardziej przerażające. Cytostatyki to przecież leki wywołujące działania: mutagenne, teratogenne, kancerogenne, embriotoksyczne i genotoksyczne, więc z jednej strony mogą leczyć raka, ale z drugiej go wywoływać – podkreśliła Jureczko. Badane przez naukowców stężenie cytostatyków w środowisku nie jest duże, jednak – jak wskazała doktorantka – nie zmniejsza to zagrożenia; poza tym może tu również działać tzw. efekt chroniczny, czyli długotrwałe oddziaływanie ich na różne organizmy. Pomysłem Jureczko na rozwiązanie tego problemu jest wykorzystanie grzybów – a nie bakterii, które obecnie są używane w oczyszczaniu ścieków. Grzyby mają zdolność rozkładania wielu związków o skomplikowanej budowie chemicznej. Dzieje się tak, ponieważ mają niskospecyficzne enzymy, dzięki którym są w stanie rozkładać ligninę i celulozę. Ale okazuje się, że te enzymy przyczyniają się również do rozkładu innych związków np. barwników, pestycydów czy różnych farmaceutyków, więc dlaczego nie wykorzystać ich również do usuwania pozostałości leków przeciwnowotworowych ze środowiska – mówiła badaczka. Doktorantka sprawdza przydatność wykorzystania do tego grzybów białej zgnilizny drewna poprzez dwa mechanizmy: sorpcję (pochłanianie) substancji przez porowatą powierzchnię grzybów (grzybnię) oraz biodegradację tych substancji poprzez wytwarzane przez grzyby enzymy. Przebadałam już proces sorpcji i okazało się, że wyniki są bardzo obiecujące. Natomiast, jeśli chodzi o proces biodegradacji – moje wstępne badania wykazały, że takowy zachodzi, ale teraz muszę zbadać, które konkretnie enzymy odpowiadają za rozkład tych leków. Możliwe jest bowiem użycie samych enzymów, bez wykorzystywania całych grzybów, co będzie z pewnością łatwiejsze do zaaplikowania w oczyszczalniach – wskazała. Jej zdaniem są to badania pionierskie w skali kraju. Na świecie znalazłam tylko dwie publikacje na temat usuwania cytostatyków z wykorzystaniem grzybów. Ponadto nie spotkałam jeszcze żadnej oczyszczalni ścieków, która by tak działała. Ale po to jesteśmy – my, naukowcy – żeby te metody rozwijać, pokonać pewne problemy i w przyszłości móc temu zaradzić – podkreśliła. Prowadzone przez Jureczko analizy to badania podstawowe. Przy pozytywnych wynikach, następnym etapem byłoby m.in. sprawdzenie, czy grzyby nie będą wpływały negatywnie na inne organizmy (np. bakterie) służące do oczyszczania ścieków, a także opracowanie sposobu na umieszczenie ich w oczyszczalniach np. na nośnikach, by łatwo było oddzielić biomasę grzybów od wody ściekowej. Marcelina Jureczko realizuje swój doktorat w Katedrze Biotechnologii Środowiskowej Politechniki Śląskiej w Gliwicach pod opieką dr hab. inż. Wioletty Przystaś. Temat jej pracy brzmi: Badania ekotoksyczności wybranych leków cytostatycznych i możliwości wykorzystania grzybów do ich usuwania. « powrót do artykułu

Pomysł polsko-niemieckiego konsorcjum przyniesie oszczędności i zmniejszy zanieczyszczenie środowiska. W projekcie REWARD uczestniczą naukowcy z Wydziału Inżynierii Chemicznej i Procesowej Politechniki Warszawskiej. W pralniach przemysłowych na 1 kg suchych tekstyliów zużywa się do prania nawet 10 litrów wody i 6 g środków piorących – opowiada dr hab. inż. Maciej Szwast, kierujący pracami zespołu z PW. W pralniach, które dziennie piorą 15 ton tekstyliów (zwłaszcza pościel hotelowa i szpitalna, odzież robocza i szpitalna), dzienne zużycie wody sięga nawet 150 tys. litrów, zaś zużycie środków piorących (piorące, zmiękczające, wybielające) około 90 kg. Powstaje zatem duża objętość ścieków zanieczyszczonych tymi chemikaliami, ale również wszystkim tym, co na pranych tekstyliach było. Nawet 15 razy mniej Polsko-niemiecki zespół chce odzyskiwać większość wody zużywanej w czasie prania, a przy okazji, o ile będzie to możliwe, także część środków piorących. Odzyskana woda mogłaby wracać do procesu prania (na etapie prania wstępnego), a detergenty – zmniejszać ilość dodawanych nowych środków piorących do kolejnych cykli prania. Oczywiście w takiej technologii powstaje strumień ścieków, ale nie jest to już 150 tys. litrów dziennie, tylko na przykład 10 – 20 tys. – zaznacza dr hab. inż. Maciej Szwast. Jest to duża oszczędność wody dla zakładu, mniejszy zrzut ścieków i oczywiście duża korzyść dla środowiska naturalnego. Nowość Jak to się odbywa? Członkowie konsorcjum postanowili wykorzystać proces zintegrowany składający się z filtracji membranowej oraz indukcji dipoli. W filtracji membranowej wykorzystujemy nasze własne membrany mikro-/ultrafiltracyjne – są to materiały filtracyjne (trochę coś na wzór sitka) o otworach na poziomie ułamków (nawet setnych części) mikrometra – wyjaśnia dr hab. inż. Maciej Szwast. Przez membranę przepływa woda wraz z rozpuszczonymi w niej związkami, w tym środkami piorącymi. Natomiast zatrzymywane są elementy, które są większe niż pory (otwory) w membranie – czyli w szczególności cząstki stałe tworzące brud, a także tłuszcze i białka (w szczególności tworzące micele ze środkami piorącymi). Tak uzyskany filtrat można ponownie użyć w procesie prania. Indukcja dipoli to metoda znana głównie w przemyśle metalurgicznym – tłumaczy dr hab. inż. Maciej Szwast. Tu specjalnej konstrukcji elektroda nadaje cząstkom stałym (w naszym przypadku włókienkom tekstyliów lub cząstkom brudu) ładunek elektryczny, dzięki czemu tworzą one większe aglomeraty, co pozwala je łatwiej zatrzymywać na membranie. Jak zaznacza naukowiec z Politechniki Warszawskiej, moduły membranowe od kilku lat są instalowane pralnicach. Mają one jednak na celu jedynie podczyszczenie wody zrzucanej do ścieków – precyzuje. Wydaje się, że my jako pierwsi poważnie zajęliśmy się tematem zamykania obiegu wody w pralni. Potwierdzenie w badaniach W ramach projektu wykonano już dwa badania w warunkach rzeczywistych – czyli na prawdziwej pralnicy przemysłowej. Woda (a właściwie ścieki) pobierane po procesie prania zasadniczego były oczyszczane na instalacji pilotowej wyposażonej w moduł membranowy oraz elektrodę dipolową. Tak oczyszczoną wodę można było potem wykorzystać w kolejnym cyklu prania. Badania te pokazały, że nasza metoda oczyszczania jest skuteczna – mówi dr hab. inż. Maciej Szwast. Dodatkowe badania, prowadzone zgodnie z niemieckimi normami przemysłu pralniczego, dowiodły, że jakość prania nie pogorszyła się podczas stosowania wody zregenerowanej w stosunku do jakości prania z wykorzystaniem wody świeżej. Główny cel projektu – odzysk wody – został zatem zrealizowany. Czy pomysł zostanie wdrożony? Aktualnie trwają prace nad zmniejszeniem ilości dodawanych środków piorących w kolejnych cyklach prania, a także przygotowywanie analiz ekonomicznych takiego rozwiązania, zarówno dla warunków polskich, jak i niemieckich. Celem projektu REWARD jest opracowanie technologii oraz jej ocena ekonomiczna. Nie obejmuje on już wdrożenia. Ale jest ono wielce prawdopodobne, w dużej mierze ze względu na doświadczenia i kompetencje członków konsorcjum. A są to, poza Politechniką Warszawską, Polymemtech sp. z o.o. (polski producent instalacji membranowych), Hollywood Textile Service – jedna z większych pralni przemysłowych w Polsce, Hochenstein  Institute (prywatny ośrodek badawczy z Niemiec), ATEC (niemiecki producent instalacji membranowych) i AQON (niemiecki producent instalacji przemysłowych, w tym indukcji dipolowej). Trzon zespołu z PW stanowią dr hab. inż. Maciej Szwast i mgr inż. Daniel Polak. W prace zaangażowana jest także grupa dyplomantów z Wydziału Inżynierii Chemicznej i Procesowej. « powrót do artykułu