Forscher der University of Waterloo sagen, dass ihnen ein Durchbruch gelungen ist, indem sie Bakterien im Abwasser eine neue Eigenschaft verliehen haben, die ihnen die Fähigkeit verleiht, Mikroplastik abzubauen.
Der leitende Forscher des Projekts, Marc Aucoin, Professor an der Abteilung für Chemieingenieurwesen der Schule in Ontario, sagte, dass es in Wassersystemen bereits Bakterien gibt, die Mikroplastik entfernen, und fügte hinzu, dass es sich um „Bioroboter handelt, die für diese Aufgabe programmiert werden können“.
„Wir wollen ein natürliches Werkzeug (Proteine) nutzen, um Kunststoffe abbauen zu können“, sagte Aucoin in der Sendung „CBC KW“. Die Morgenausgabe.
Die Studie,“Abbau von Polyethylenterephthalat (PET)-Kunststoffen durch manipulierte Abwasserbakterien durch Konjugation“, wurde in der nordamerikanischen Zeitschrift Microbial Biotechnology veröffentlicht.
Forscher nutzen einen natürlichen Prozess namens „Bakteriensex“, bei dem Bakterien bei ihrer Vermehrung genetisches Material miteinander teilen.
„(Wir) konstruieren einen Organismus, der ein übertragbares Stück DNA trägt, damit (Bakterien im Abwasser) dieses Werkzeug zum Abbau von Kunststoff produzieren können.“
Derzeit ist der Abbau von Mikroplastik in Kläranlagen eine sicherere Anwendung– Aaron Yip, Doktorand an der University of Waterloo
Die manipulierten Bakterien sind in der Lage, Polyethylenterephthalat (PET) biologisch abzubauen, einen häufigen Kunststoff, der in Teppichen, Kleidung sowie Lebensmittel- und Getränkebehältern vorkommt, sagen Forscher.
„In unserem Labor haben wir gezeigt, dass das Protein selbst dazu beitragen kann, eine Plastikprobe in etwa vier Tagen um 50 % abzubauen“, sagte Aucoin.
Was ist Mikroplastik?
Die meisten Kunststoffe werden nicht recycelt und halten Jahrzehnte. Wenn etwas aus Kunststoff zerfällt, zerfällt es in kleine Stücke, die als Mikroplastik bezeichnet werden verschmutzen und reichern sich in der Umwelt an und Chemikalien auslaugen. Wissenschaftler kategorisieren zersetzten Plastikmüll nach Größe. Mikroplastik sind winzige Partikel mit einem Durchmesser von weniger als fünf Millimetern Größe eines Sesamsamens.
Die Quellen für Mikroplastik reichen von Mikrokügelchen, die in Kosmetik- und Körperpflegeprodukten verwendet werden, bis hin zu linsengroßen Kunststoffpellets, auch bekannt als Nudeln.
In einer im März 2024 veröffentlichten Studie New England Journal of MedicineForscher verwenden spezielle Mikroskopietechniken fanden mikroplastische und nanoplastische Chemikalien in den Plaques, die menschliche Arterien auskleiden.
In der Beobachtungsstudie mit mehr als 250 Patienten, die auf eine Erkrankung der Halsschlagader getestet wurden, war der Nachweis von Polyethylen in ihren Plaques mit Herzproblemen verbunden, verglichen mit denen, bei denen kein Kunststoff festgestellt wurde. Diese Art von Studie kann nicht zeigen, ob die winzigen Kunststoffe Herzprobleme verursachten, sie deutete jedoch auf Zusammenhänge hin.
Laut Aucoin erhöhen Mikroplastik im Wasser auch die Ausbreitung von Antibiotikaresistenzen, „so dass diese Entdeckung auch dieses Problem ausräumen könnte.“
Es gibt noch „mehr zu tun“
Laut Aucoin sind die Forscher noch nicht in dem Stadium, in dem sie die manipulierten Bakterien in die Umwelt freisetzen.
„Es muss noch mehr Arbeit geleistet werden, um die Wirksamkeit zu steigern, aber letztendlich wird das Abbauprodukt für den Körper im Wesentlichen wie Zucker sein“, sagte er.
Während die Forscher mit Abwasseraufbereitungsanlagen beginnen, hoffen sie auch, Wege zu finden, den in den Ozeanen anfallenden Plastikmüll zu beseitigen.
„Wir werden die Risiken der Verwendung plastikfressender Bakterien in der natürlichen Umgebung bewerten“, sagte Aaron Yip, Doktorand in der Abteilung für Chemieingenieurwesen an der University of Waterloo.
„Derzeit ist der Abbau von Mikroplastik in Kläranlagen eine sicherere Anwendung. Viele dieser Anlagen sind bereits darauf ausgelegt, Bakterien im Abwasser zu neutralisieren, wodurch alle künstlich hergestellten Bakterien abgetötet werden, bevor das Wasser wieder in die Umwelt eingeleitet wird.“
„Es gibt keine schnelle Lösung“ für Mikroplastik
Karen Wirsig, Programmmanagerin für Kunststoffe bei Environmental Defense, einer Interessenvertretung, sagte, es sei noch zu früh, um sich zu sehr für die Forschung zu begeistern.
„Meine erste Reaktion ist, dass es eine Art Traum ist … Wissenschaftliche Forschung ist sehr wichtig, aber wenn wir so tun, als würden Fortschritte in einem Labor eine Plastikverschmutzungskrise in dem uns bekannten Ausmaß lösen, ist das eine Illusion“, sagte sie CBC-Nachrichten.
„Es gibt wahrscheinlich allerhand interessante Dinge, die Wissenschaftler darüber herausfinden können, wie Mikroben Mikroplastik aus bestimmten Umgebungen auflösen oder eliminieren können, (aber) ich werde das auf jeden Fall beobachten.“
Wirsig sagte, die Neuigkeiten der Forscher seien „interessant“ im Hinblick auf eine Abwasser- und Abwasserbehandlungsmethode, die ihrer Meinung nach voller Mikroplastik sei.
„Insgesamt besteht die Sorge, dass es wirklich zu spät ist, wenn Mikroplastik in der Umwelt ist, wenn wir Lösungen oder solche Dinge sehen, die als Lösungen präsentiert werden können“, sagte Wirsig.
„Es ist wirklich schade, und der Versuch, sie in der Umgebung zu behandeln oder in den Griff zu bekommen, wird nie einfach sein und es wird keine schnelle Lösung dafür geben.“
Wirsig sagte, die Priorität müsse darin bestehen, die Menge des produzierten Plastiks zu reduzieren, und fügte hinzu, dass das Thema Mikroplastik ein großes Umwelt- und Gesundheitsproblem darstelle.
„Wissenschaftler und Mediziner finden Mikroplastik überall dort, wo sie danach suchen – auf den höchsten Berggipfeln und in den tiefsten Meeresgräben, im arktischen Eis, in jedem Teil des Körpers.“
Wirsig sagte, die größte Bedrohung durch Mikroplastik für die Umwelt seien wahrscheinlich kleine Organismen, die Mikroplastik mit Nahrung verwechseln.
„Dieses Mikroplastik kann sich in unseren Nahrungsketten ansammeln, denn wenn kleinere Organismen von größeren Organismen gefressen werden, konzentrieren wir diese Schadstoffe im Wesentlichen immer mehr in unseren Nahrungsketten“, sagte Wirsig.
„Das ist wahrscheinlich einer der Wege, auf denen sie in den menschlichen Körper gelangen – durch die Dinge, die wir essen, weil sie auch im Boden vorkommen, sie wurden in Pflanzen und Gemüse gefunden, die Menschen essen, in Früchten.“
„Aber eine der größten Sorgen ist Fisch, und daher sind Menschen, die in ihrer Ernährung auf Fisch angewiesen sind, zu Recht besorgt über die Menge an Mikroplastik, die in diesen Arten vorhanden ist.“
