Odpadní vody bez karcinogenů? Brněnský Ústav chemie a biochemie vyvíjí metody, jak toho docílit
Azobarviva. Nejpočetnější a nejdůležitějších skupina organických barviv. Ačkoliv u řady z nich byla prokázána karcinogenita, případně způsobuje kopřivky či alergie, nadále se jimi barví vše od textilu přes plasty až po papír. Ročně se jich na světě spotřebuje přes 70 000 tun, z toho valná část v Číně.
Okolo 15 až 20 procent však při výrobě nebo samotném barvení unikne do životního prostředí, čímž vzniká obrovská kontaminace povrchových
nebo spodních vod a půdy. Takový je tedy výchozí stav, který se snaží vědci a vědkyně z Ústavu chemie a biochemie změnit.
V rámci výzvy Evropské komise H2020, která je hlavním nástrojem pro financování výzkumu, technologického rozvoje a inovací pro období 2014-2020 se brněnský Ústav chemie a biochemie jako jediný český subjekt zapojil do mezinárodního projektu GREENER (InteGRated systems for Effective ENvironmEntal Remediation), jehož se kromě 22 vědeckých institucí a firem z Německa, Velké Británie, Španělska, Belgie nebo Itálie účastní i čínští partneři. První výsledky výzkumu by měly být známé do konce roku 2020, celý projekt pak potrvá až do roku 2023. Široce zaměřený projekt je zaměřen na vývoj a praktické využití ekologických udržitelných, efektivních a nízkonákladových řešení environmentální bioremediaci, laicky řečeno rozklad toxických látek na méně toxické nebo netoxické.
V Brně se tak děje pomocí mikrořas. „Jedná se o jednobuněčné fotosynteticky aktivní mikroorganismy s velkou genetickou variabilitu. Existují desetitisíce druhů, které jsou schopny přežít v různých podmínkách – ve vlhku, v suchu, při nízkých i vysokých teplotách nebo v různě zasolené
či kontaminované půdě. A právě těchto vlastností chceme využít,“ nastiňuje vedoucí laboratoře metabolomiky
a epigenetiky rostlin Ing. Dalibor Húska, Ph.D.
Při výzkumu využívají vědci sterilních mikrořas z genetických bank a testováním různých druhů azobarviv zjišťují, která z mikrořas je umí nejlépe absorbovat. „To je ovšem přesunutí problému z půdy nebo vody do rostliny. Mikrořasy se následně musí sklidit a řeší se problém, co s nimi, zda je spálit nebo uložit. Ideálním výsledkem by proto mělo být nalezení takové mikrořasy, která umí azobarviva biodegradovat, rozložit na netoxické
či méně toxické látky,“ dodává Húska. Fytoremediaci (odstranění škodliviny prostřednictvím mikrořas) by pak bylo možné využít i na těžké kovy
jako je kadmium nebo olovo.
Po úvodní, laboratorní fázi, v níž budou výzkumníci testovat interakci sterilních vzorků mikrořas a standardních azobarviv, přijde na řadu praktická fáze. „Od našich německých partnerů budeme mít autentické vzorky kontaminované půdy. Ta obsahuje množství dalších látek jako jsou pesticidy, voda, bakterie a další organismy. Naše zjištění proto budeme muset optimalizovat a přizpůsobovat, aby byly využitelná i v praxi,“ uvádí Húska.
Další částí brněnského výzkumu bylo i vytvoření, respektive přizpůsobení analytických nástrojů pro potřeby projektu. „Jedná se o komplexní balíček analytických metod, do biologie jsme tam vnesli více konkrétních čísel. Pomocí hmotnostní spektrometrie nebo fluorescenčního invivo imageru jsme schopni od začátku do konce sledovat a měřit stav mikrořasy, klesající množství azobarviv a celkovou efektivitu biodegradace,“ vysvětluje Vedoucí výzkumné skupiny bionanoanalýzy a genového inženýrství doc. Mgr. Markéta Vaculovičová, Ph.D.
Azobarviva jsou poměrně stabilní sloučeniny, se kterými si většinou neporadí ani čističky odpadních vod. Tyto látky se proto vrací k lidem například v podobě pitné vody. Dalším z cílů vědců Ústavu chemie a biochemie je proto zavedení získaných poznatků do praxe. „Chceme vytvořit takovou metodiku, která by byla snadno aplikovatelná i v čističkách. Například vytvořením bioreaktoru, který by byl napojen na okruh vody dané čističky
nebo továrny. Tímto bioreaktorem by se prohnala znečištěná voda, kterou by mikrořasy dekontaminovaly,“ vysvětluje Húska.
