Bakterier har evnen til at rense spildevand for blandt andet medicinrester. Danske forskere har udviklet en metode til lettere at identificere de bakterier, som er bedst til netop den opgave.
Bakterier rummer et enormt potentiale i forhold til at rense spildevand fra blandt andet kloaker.
Det kan bakterierne gøre, fordi mange bakterier er i stand til blandt andet at nedbryde medicinrester, som det i dag er meget svært at få ud af spildevandet, inden man lukker det tilbage ud i naturen.
Det store problem er dog at finde ud af, hvilke bakterier der mest effektivt kan fjerne medicinresterne i spildevandet, og hvad de skal have af betingelser for at gøre det. Det har danske forskere nu fundet en løsning på.
I stedet for at kigge på forekomsten af de miljøskadelige stoffer, som helst skal ud af spildevandet, har forskerne analyseret på udviklingen af den hastighed, som stofferne bliver fjernet med fra spildevandet, samt tilstedeværelsen af specifikke bakterier, og hvad det betyder for fjernelsen af specifikke skadelige stoffer.
Derved kan forskerne direkte se, om en given sammensætning af bakterier er mere eller mindre effektiv i forhold til at reducere indholdet af de skadelige stoffer i spildevand.
"Det her er en forfinelse af allerede eksisterende metoder, men det gør os i stand til med højere præcision at vurdere korrelationen mellem tilstedeværelsen af givne bakterier og fjernelsesraten af skadelige stoffer. Derved er vi bedre i stand til at pege på de specifikke bakterier, som er gode til at nedbryde specifikke medicinrester. Det kan bruges til skabe gunstige forhold for disse bakterier i spildevand og dermed øge fjernelsen af medicinrester," fortæller en af forskerne bag det danske studie, professor Jeppe Lund Nielsen fra Institut for Kemi og Biovidenskab på Aalborg Universitet.
Forskningen er publiceret i Chemical Engineering Journal.
Biologisk rensning af spildevand er bedre end kemisk eller fysisk rensning
Rensning af spildevand hører til blandt de store globale samfundsudfordringer. Det skyldes, at der med spildevandet er risiko for, at alle mulige skadelige stoffer ender i naturen, herunder antibiotika og medicinrester, der kan gøre skade på både dyr og planter eller stimulere udvikling af antibiotikaresistens.
Når det gælder rensning af spildevand for medicinrester, findes der i dag i store træk tre metoder til at gøre det på:
- Kemisk ved tilsætning af kemikalier, som nedbryder medicinresterne. Det er den mest benyttede i dag.
- Fysisk med filtre, der filtrerer dem ud af spildevandet
- Biologisk ved at lade bakterier nedbryde medicinresterne
Kemisk og fysisk rensning af spildevand for medicinrester er dog ikke en særligt gode løsninger, fordi de begge både er besværlige og dyre samt efterlader delvist nedbrudte stoffer, som forskere endnu ikke kender virkningen af.
Den bedste løsning vil derfor være en kombination af alle tre metoder, fortæller Jeppe Lund Nielsen, men den biologiske rensning af spildevand er endnu ikke fuldt kortlagt og kræver stadig en del udvikling for at udnytte metodens fulde potentiale.
"Bakterier og andre mikroorganismer er superkræsne og hver især meget selektive over for kun enkelte miljøskadelige stoffer. Derfor kræver det en sammensætning af helt bestemte typer af bakterier for at være sikker på, at vi får alle de skadelige stoffer ud af spildevandet," forklarer han.
Tusindvis af bakteriestammer i spildevand
Arbejdet med at finde ud af, hvordan man optimalt sammensætter et bakteriesamfund i sit rensningsanlæg, er dog fyldt med besværligheder.
Én af disse er først og fremmest at finde ud af, hvilke af de tusindvis af forskellige bakteriestammer i en spildevandsprøve som er gode til at nedbryde forskellige former for medicinrester.
"Det er opgaven. Når vi først ved, hvilke bakterier der er i stand til at fjerne specifikke stoffer, kan vi udvikle de rette molekylærbiologiske teknikker til at identificere, om de er til stede i en prøve, hvad koncentrationen af dem er, og hvordan vi stimulerer deres vækst eller aktivitet," siger Jeppe Lund Nielsen.
Undersøgte fjernelsen af 36 medicinrester fra spildevandsprøver
Hidtil har forskere kigget på forekomsten af de miljøskadelige stoffer for at finde ud af, om de rette bakterier findes i bakteriesuppen i spildevandet, men i det nye studie har forskerne i stedet valgt at kigge på selve bakterierne og deres aktivitet.
Ydermere har forskerne kigget specifikt på bakteriernes fjernelse af 36 medicinrester, antibiotika og andre miljøskadelige stoffer i spildevandsprøverne.
Forskerne har fulgt udviklingen af bakterier og miljøskadelige stoffer i deres prøver i 70 dage, hvor de har udtaget prøver hver anden dag og lavet statistisk analyse på data for at se, hvordan tilstedeværelsen af bakterier i økosystemet påvirker fjernelsesraterne af miljøskadelige stoffer over tid.
"Det er første gang, at nogen er gået så grundigt til værks og analyseret på kinetikken i fjernelsesraterne i spildevandsprøver. Det gør det muligt at se, hvilke bakterier der skal være til stede i en prøve for på bedst mulig vis at få fjernet givne medicinalrester," forklarer Jeppe Lund Nielsen.
Tager antidepressiv medicin ud af spildevandet
Jeppe Lund Nielsen fortæller, at de stoffer, som de har analyseret på, under normale omstændigheder slet ikke bliver filtreret fra i moderne renseanlæg, men bare ryger lige igennem og ud i naturen.
Det drejer sig blandt andet om medicinrester fra antidepressiv medicin og blodtryksregulerende medicin.
I studiet fandt forskerne, at tilstedeværelsen af givne bakterier under gunstige forhold forøgede nedbrydningshastigheden af disse medicinrester med op til 66 gange.
"Det gør det muligt at tilbageholde netop disse bakterier i systemet, så de kan fjerne medicinrester og undgå, at de kommer ud i naturen. Konklusionen på vores studie er, at vi mere præcist og følsomt er i stand til at finde ud af, hvem de ansvarlige bakterier for fjernelse af medicinrester er. Den metode har vi forfinet, så den nu er mere præcis," siger Jeppe Lund Nielsen
