Ein Team der Universität von Missouri hat eine Technik auf Basis genetisch veränderter Algen entwickelt
Ein Team der Universität von Missouri hat veränderte Algen entwickelt, um Mikroplastik aus dem Wasser zu entfernen Universität von Missouri
Im Labor der Universität von Missouri wirbelt eine transparente Substanz in einem 100-Liter-Tank herum. Dort hat ein Team unter der Leitung von Susie Dai einen Durchbruch erzielt: genetisch veränderte Algen, die in der Lage sind, Mikroplastik aus dem Wasser zu entfernen und in Biokunststoffe umzuwandeln. Diese Innovation wurde in der Zeitschrift Nature Communications veröffentlicht.
Mikroplastik ist in Seen, Flüssen, Abwässern und sogar in den Fischen, die auf unseren Tisch kommen, vorhanden. Es handelt sich um so winzige Partikel, dass herkömmliche Aufbereitungssysteme sie kaum zurückhalten können. „Derzeit können die meisten Kläranlagen nur große Kunststoffpartikel entfernen, aber Mikroplastik ist so klein, dass es durch die Filter gelangt und im Trinkwasser landet, wodurch die Umwelt verschmutzt und Ökosysteme geschädigt werden”, warnte Susie Dai, Professorin für Ingenieurwesen und Hauptautorin der Studie, in der offiziellen Mitteilung der Universität von Missouri.
Modifizierte Algen: So funktioniert die neue Technologie
Nach Angaben der Experten liegt der Schlüssel zu diesem Fortschritt in genetisch veränderten Algen, die Limonen produzieren, ein natürliches Öl, das für seinen Zitrusduft bekannt ist. Diese Verbindung macht die Algen hydrophob (wasserabweisend), eine Eigenschaft, die sie mit den Mikroplastikpartikeln selbst teilen. Wenn beide Substanzen im Wasser aufeinandertreffen, ziehen sie sich an und bilden kompakte Klumpen, die sich am Boden des Tanks absetzen, was ihre Sammlung erleichtert, so die Experten
Diese Algen fangen nicht nur Mikroplastik ein, sondern können sich auch von den überschüssigen Nährstoffen im Abwasser ernähren und so zur Reinigung der Flüssigkeit beitragen. „Durch die Entfernung von Mikroplastik, die Reinigung des Abwassers und schließlich die Verwendung des entfernten Mikroplastiks zur Herstellung nützlicher Biokunststoffprodukte können wir drei Probleme mit einem einzigen Ansatz angehen”, fasste Dai zusammen.
Wie die Organisation der Vereinten Nationen (UNO) mitteilte, „gelangen Mikroplastikpartikel (Kunststoffpartikel mit einem Durchmesser von weniger als 5 mm) in Lebensmittel, Wasser und sogar in die Luft. Schätzungen zufolge nehmen Menschen jährlich mehr als 50.000 Kunststoffpartikel auf, und wenn man die eingeatmeten Partikel mit einbezieht, sind es sogar noch viel mehr. Einweg-Kunststoffprodukte, die weggeworfen oder verbrannt werden, schaden nicht nur der menschlichen Gesundheit und der Artenvielfalt, sondern verschmutzen auch alle Arten von Ökosystemen, von Berggipfeln bis zum Meeresboden.“
Dreifache Umweltwirkung: Reinigung, Recycling und nachhaltige Produktion
Das vom Team um Dai entwickelte Verfahren stellt eine ganzheitliche Lösung dar. Erstens reduziert es das Vorkommen von Mikroplastik im Wasser. Zweitens beseitigt es Nährstoffe, die die Vermehrung schädlicher Algen begünstigen und die Wasserqualität beeinträchtigen. Drittens ermöglicht es die Wiederverwendung des gesammelten Mikroplastiks zur Herstellung von Biokunststoffen wie Verbundkunststofffolien.
Diese Strategie der „Sanierung und Wiederverwertung” wurde in Nature Communications ausführlich beschrieben und von der wissenschaftlichen Gemeinschaft als Beispiel für die Kreislaufwirtschaft im Bereich der Plastikverschmutzung gefeiert. Dai selbst erklärte: „Unser Endziel ist es, diesen neuen Prozess in bestehende Kläranlagen zu integrieren, damit Städte ihr Wasser effizienter reinigen und die Verschmutzung reduzieren können, während sie gleichzeitig nützliche Produkte herstellen.”
Das Labor der Universität von Missouri verfügt bereits über einen Bioreaktor namens „Shrek”, der 100 Liter Wasser verarbeiten und Industriegase aufbereiten kann. Das Team plant den Bau noch größerer Reaktoren, um die Technologie an die Bedürfnisse von Großstädten und Industrieanlagen anzupassen.
Der nächste Schritt wird darin bestehen, das System in realen Szenarien zu testen und die Umweltauswirkungen der Verwendung modifizierter Algen außerhalb des Labors zu analysieren. Die Vorschriften für genetisch veränderte Organismen und die Akzeptanz in der Öffentlichkeit werden entscheidende Faktoren für die Einführung sein.
Für Experten legt diese Arbeit den Grundstein für einen vielschichtigen Ansatz, der die Abwasserentsorgung und die Kunststoffproduktion revolutionieren könnte.
