Водорості видаляють мікропластик з води: прорив вчених

Дослідниця з Університету Міссурі Сюзі Дай розробила інноваційне рішення для видалення дрібних частинок пластикового забруднення з води. Вчена нещодавно застосувала революційний штам водоростей для захоплення та видалення шкідливого мікропластику з забрудненої води. Керуючись місією покращити світ як для дикої природи, так і для людей, Дай також прагне перетворити зібраний мікропластик на безпечні біопластикові продукти, такі як композитні пластикові плівки.

Мікропластик є забруднювачем, який зустрічається майже скрізь у навколишньому середовищі, зокрема у ставках, озерах, річках, стічних водах та рибі, яку споживають люди. Дай, професорка Інженерного коледжу та головна дослідниця в Центрі наук про життя Бонда, зазначає, що наразі більшість очисних споруд стічних вод можуть видаляти лише великі частинки пластику, але мікропластик настільки малий, що проскакує крізь фільтри і потрапляє у питну воду, забруднюючи навколишнє середовище та завдаючи шкоди екосистемам.

Результати дослідження опубліковані у журналі Nature Communications. У нещодавньому дослідженні Дай використала генетичну інженерію для створення нового виду водоростей, які виробляють летку природну олію під назвою лімонен. Це та сама хімічна речовина, яка надає апельсинам їхній освіжаючий аромат.

Лімонен робить нові водорості водовідштовхувальними. Оскільки мікропластик також є водовідштовхувальним, ці дві речовини з'єднуються як магніти, коли зустрічаються у воді, утворюючи грудки, які опускаються на дно і створюють твердий шар біомаси, який легко зібрати та видалити.

Спеціально створені водорості можуть рости у стічних водах, живлячись надлишковими поживними речовинами та очищаючи воду під час свого росту. Дай пояснює, що видаляючи мікропластик, очищаючи стічні води та зрештою використовуючи видалений мікропластик для створення біопластикових продуктів, можна вирішити три проблеми одним підходом.

Хоча дослідження все ще перебуває на ранніх стадіях, кінцева мета полягає в інтеграції цього нового процесу в існуючі очисні споруди стічних вод, щоб міста могли очищати свою воду більш ефективно та зменшувати забруднення, одночасно створюючи корисні продукти.

Лабораторія Дай вирощує водорості у великих біореакторах. Її лабораторія побудувала стоп'ятдесятилітровий біореактор під назвою Шрек для обробки промислових димових газів, щоб допомогти очистити забруднення повітря. Дай сподівається надалі побудувати більші версії Шрека, які можна було б адаптувати для очищення стічних вод та інших цілей видалення забруднювачів.

Підхід дослідниці є комплексним та охоплює три основні напрямки. По-перше, генетично модифіковані водорості ефективно захоплюють мікропластик з води завдяки своїм водовідштовхувальним властивостям. По-друге, ці водорості живляться надлишковими поживними речовинами у стічних водах, тим самим очищаючи їх від інших забруднювачів. По-третє, зібраний мікропластик можна переробити на корисні біопластикові продукти, що створює замкнений цикл виробництва.

Технологія має потенціал для широкого застосування у муніципальних системах очищення води. Інтеграція цього методу в існуючу інфраструктуру дозволить містам не лише ефективніше очищати воду від мікропластику, але й отримувати додаткову цінність від переробки зібраних забруднювачів.

Мікропластик становить серйозну загрозу для здоров'я людини та екосистем. Ці дрібні частинки пластику потрапляють у харчовий ланцюг через воду та морепродукти, накопичуючись в організмах живих істот. Традиційні методи очищення води не здатні ефективно видаляти такі малі частинки, що робить розробку Дай особливо актуальною.

Використання водоростей для очищення води має кілька переваг. Водорості є природними організмами, які швидко розмножуються та не потребують складних умов для вирощування. Вони можуть рости безпосередньо у забруднених водах, перетворюючи проблему на ресурс. Крім того, біомаса водоростей після збору може бути використана для виробництва біопалива або інших корисних продуктів.

Дослідження Дай демонструє, як генетична інженерія може бути застосована для вирішення екологічних проблем. Створення водоростей, які виробляють лімонен, є прикладом цільового підходу до модифікації організмів для конкретних завдань. Це відкриває нові можливості для розробки біологічних систем очищення, які є ефективнішими та екологічнішими за традиційні методи.