Usuwanie farmaceutyków z wód ściekowych
Niektóre leki podawane ludziom i zwierzętom są metabolizowane w organizmie, podczas gdy inne są ostatecznie wydalane w niezmienionej postaci. Zmetabolizowane i niezmienione leki trafiają do kanalizacji, a niektóre cząsteczki są na tyle stabilne, że nie są usuwane podczas oczyszczania ścieków. W ramach finansowanego ze środków UE projektu ENDETECH (Enzymatic decontamination technology) opracowano enzymatyczny system odkażania wody, który pozwala usuwać zanieczyszczenia farmakologiczne. Działanie systemu skoncentrowano na farmaceutykach i związkach chemicznych zaburzających równowagę hormonalną, które są odporne na powszechnie stosowane metody oczyszczania ścieków. Naukowcy zbadali ekotoksyczność analizowanych związków docelowych i możliwych produktów ich rozkładu. Opracowano też szereg testów sprawdzających aktywność enzymów względem antybiotyków, hormonów i karbamazepiny (leku powszechnie stosowanego w psychiatrii). Przeprowadzono badania przesiewowe bibliotek enzymów i bibliotek metagenomicznych w celu zidentyfikowania enzymów rozkładających takie zanieczyszczenia. Naukowcy zidentyfikowali enzymy z grupy lakaz jako związki zdolne neutralizować aktywność biologiczną tetracykliny, hormonów i związków chemicznych zaburzających równowagę hormonalną. Zidentyfikowano też enzym z grupy esteraz (EreB), który neutralizuje aktywność biologiczną erytromycyny. Wytworzono oba enzymy i szczegółowo opisano procesy rozkładu związków docelowych z ich użyciem. Partnerzy projektu zbadali też potencjał immobilizacji lakazy i EreB na membranach pod względem skuteczności unieruchamiania, dostępnej aktywności i stabilności. Najskuteczniejsze enzymy immobilizowane zastosowano w specjalnie zaprojektowanym bioreaktorze pilotażowym. Następnie przeprowadzono w bioreaktorze pilotażowym szereg eksperymentów, wykorzystując wodę z domieszkami 38 docelowych związków farmakologicznych w niskich stężeniach oraz faktyczne wody ściekowe ze szpitala. Uzyskane próbki poddano analizie chemicznej, ekologicznej i toksykologicznej w celu zbadania stopnia rozkładu zanieczyszczeń. Badacze stworzyli też model symulujący rozkład tetracykliny w ściekach w skali przemysłowej, symulując przypadki szpitala, średniej wielkości miasta i farmaceutycznego zakładu produkcyjnego. Wyniki posłużyły do oszacowania kosztów eksploatacji bioreaktora dla potrzeb porównania rozwiązania ENDETECH z innymi technologiami. Prace przeprowadzone w ramach projektu ENDETECH opisano w licznych publikacjach w pismach naukowych, dzięki czemu bardzo wspomogą one badania europejskie w dziedzinie oczyszczania enzymatycznego.
Słowa kluczowe
Farmaceutyki, wody ściekowe, odkażanie enzymatyczne, ekotoksyczność, lakaza, esteraza
