Beseitigung von Mikroplastik mit künstlichen Bakterien
Forscher veränderten Bakterien in der Abwasserbehandlung
Mikroplastik kann Kläranlagen passieren. Forscher haben Bakterien, die dort häufig vorkommen, so verändert, dass sie diese Verschmutzung abbauen, bevor sie in der Umwelt verbleiben kann.
Forscher der University of Waterloo fügten mehreren im Abwasser vorkommenden Bakterienarten DNA hinzu, die es ihnen ermöglicht, Polyethylenterephthalat (PET) biologisch abzubauen, einen gängigen Kunststoff, der in Teppichen, Kleidung und Behältern für Lebensmittel und Getränke vorkommt.
PET-Kunststoffe brauchen Hunderte von Jahren, um sich in der Umwelt abzubauen. Mit der Zeit zerfällt es in Mikroplastik, d. h. in Kunststoffteile von weniger als 5 mm Länge, die in die Nahrungskette gelangen. Die Chemikalien in diesen Kunststoffen werden mit Insulinresistenz, Krebs und verminderter Fortpflanzungsfähigkeit in Verbindung gebracht.
"Stellen Sie sich diese Bakterien, die bereits in Wassersystemen vorhanden sind, um Mikroplastik zu beseitigen, als Bioroboter vor, die so programmiert werden können, dass sie ihre Arbeit erledigen", so Dr. Marc Aucoin, Professor am Fachbereich Chemieingenieurwesen. "Mikroplastik im Wasser fördert auch die Ausbreitung von Antibiotikaresistenzen, so dass dieser Durchbruch auch diesem Problem entgegenwirken könnte.
Die Forscher nutzen einen natürlichen Prozess, der als "bakterieller Sex" bezeichnet wird und bei dem Bakterien bei der Vermehrung genetisches Material miteinander austauschen. Dies ermöglicht die Einführung eines neuen Merkmals in die Zielbakterien, das ihnen die Fähigkeit verleiht, Mikroplastik abzubauen.
"In einem nächsten Schritt werden wir mit Hilfe von Modellen untersuchen, wie gut die Bakterien die neuen genetischen Informationen unter verschiedenen Umweltbedingungen übertragen und wie effektiv sie die Kunststoffe abbauen können", so Dr. Brian Ingalls, Professor am Fachbereich für Angewandte Mathematik. "Die langfristige Vision ist es, Mikroplastik in Kläranlagen in großem Maßstab abzubauen.
Während die Forscher mit Abwasseranlagen beginnen werden, hoffen sie auch, Wege zu finden, um den Plastikmüll, der sich in den Ozeanen ansammelt, zu reinigen.
"Wir werden die Risiken des Einsatzes von künstlichen, plastikfressenden Bakterien in der natürlichen Umwelt bewerten", so Aaron Yip, Doktorand in der Abteilung für Chemieingenieurwesen. "Im Moment ist der Abbau von Mikroplastik in Kläranlagen eine sicherere Anwendung, auf die wir abzielen. Viele dieser Anlagen sind bereits so ausgelegt, dass sie Bakterien im Abwasser neutralisieren, wodurch alle künstlichen Bakterien abgetötet würden, bevor das Wasser wieder in die Umwelt eingeleitet wird."
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