Исследовательская группа из Университета Миссури в США недавно разработала генетически модифицированные водоросли, которые, как ожидается, будут эффективно «захватывать» и перерабатывать вредные микропластики при очистке сточных вод, открывая новый технологический путь для решения этой сложной проблемы загрязнения окружающей среды.
Проект возглавляет Сьюзи Дай, профессор Инженерного колледжа Университета Миссури и главный исследователь Центра наук о жизни Бонда. Ее команда разработала специальный штамм водорослей, который может связываться с частицами микропластика в воде и отделять их от загрязненной воды. Исследования направлены не только на сокращение выбросов микропластика, но и на попытку «переработать» переработанный пластик и биомассу водорослей вместе для получения новых материалов, таких как композитные биопластиковые пленки.
Дезузи отметил, что микропластик присутствует практически повсюду: от прудов, озер, рек до различных систем сточных вод и даже в рыбе, которую едят люди. В настоящее время большинство очистных сооружений в основном полагаются на существующие процессы по удалению более крупных частиц пластика, в то время как крошечные микропластики часто «проскальзывают сквозь сеть» и в конечном итоге попадают в систему питьевой воды, продолжая загрязнять окружающую среду и наносить вред экосистеме.
В последнем исследовании команда использовала генетическую модификацию, чтобы водоросли могли синтезировать лимонен, природное масляное соединение, которое также является основным источником апельсинового вкуса. Лимонен придает водорослям значительную гидрофобность, а сами микропластики также обладают гидрофобными характеристиками, благодаря чему они легко адсорбируются друг на друге в воде. Когда эти модифицированные водоросли вступают в контакт с водой, содержащей микропластик, частицы микропластика «прилипают» к клеткам водорослей и объединяются в комки, образуя более крупные хлопьевидные комки, которые можно относительно легко отделить от воды после осаждения.
Помимо улавливания микропластика, этот тип модифицированных водорослей также может хорошо расти в эвтрофной среде сточных вод и в дальнейшем участвовать в процессе очистки воды, поглощая излишки питательных веществ. Даисуси сказал, что с помощью этой системы тройные цели: «удаление микропластика», «очистка сточных вод» и «переработка микропластика и водорослей в полезные продукты из биопластика» могут быть достигнуты одновременно в одном процессе. Хотя исследования все еще находятся на ранних стадиях, долгосрочное видение команды состоит в том, чтобы интегрировать этот новый процесс в существующие городские очистные сооружения, чтобы города могли повысить эффективность очистки воды и уменьшить загрязнение, а также получать новые материалы, имеющие практическую ценность.
Чтобы подтолкнуть технологию к практическому применению, команда проводит масштабные эксперименты с использованием биореакторов в контролируемых условиях. Одна из 100 модернизированных систем биологической реакции под названием «Шрек» использовалась для очистки промышленных дымовых газов и изучения возможности снижения загрязнения воздуха за счет поглощения водорослями. Заглядывая в будущее, исследовательская группа планирует построить более масштабный биореактор и расширить эту платформу для большего количества сценариев, таких как очистка сточных вод, чтобы повысить эффективность удаления различных загрязнителей окружающей среды.