Leki w organizmach ryb. Polacy wymyślili sposób na czyste rzeki

Zespół naukowców z Politechniki Gdańskiej zajął się problemem powszechnym, choć nadal wciąż nierozwiązanym – zanieczyszczeniem wód substancjami farmaceutycznymi.

Celem było opracowanie nowej metody wytwarzania trwałych, wysokowydajnych elektrod węglowych drukowanych w 3D, które mogłyby być stosowane zarówno do elektrochemicznego oczyszczania ścieków, jak i do czułych pomiarów pozwalających na wykrycie nawet śladowych ilości substancji.

Elektrody do oczyszczania wód z leków

Zespół doktorantów i naukowców ze stolicy woj. pomorskiego opracował elektrody, które mogą utleniać związki farmaceutyczne powszechnie wykrywane w ściekach. Skupiono się głównie na trzech występujących w Polsce powszechnie „lekowych zanieczyszczeniach”.

To nie było łatwe zadanie, bo trzeba było wytworzyć tworzywa, które przetrwają wysokie temperatury oraz agresywne środowiska chemiczne. W końcu się udało, a zespół z Polski opisał swoje doświadczenia na łamach magazynu naukowego „Nano-Micro Letters”.

„Aby przezwyciężyć ograniczenia, zaproponowaliśmy nową strategię dwuetapową wytwarzania elektrod i wykazaliśmy, że mogą skutecznie utleniać trzy związki farmaceutyczne: atenol, metoprol i propranol, które są powszechnie wykrywane w polskich ściekach” – podaje dr Mattia Pierpaoli, prof. PG, kierownik przełomowego projektu.

Są nie tylko innowacyjne technologicznie, ale i bardziej zrównoważone w produkcji. Ponadto łatwiej je zagospodarować po zakończeniu eksploatacji niż te dostępne obecnie na rynku.

Usuwanie farmaceutyków i mikrozanieczyszczeń

Elektrody stosowane obecnie w oczyszczaniu ścieków lub analizie elektrochemicznej często opierają się na wykorzystaniu surowców krytycznych, np. rzadkich metali, które są kosztowne, obciążają środowisko i trudno je utylizować.

Dlatego w projekcie wyeliminowano udział katalizatorów metalicznych oraz podłoża zawierającego surowce krytyczne. „Dzięki temu elektrody są nie tylko bardziej zrównoważone w produkcji, ale też łatwiejsze do zagospodarowania po zakończeniu eksploatacji” – tłumaczy prof. Mattia Pierpaoli.

Naukowcy z Politechniki Gdańskiej donoszą, że wytworzone elektrody mogą znaleźć zastosowanie w oczyszczeniu ścieków, zwłaszcza pod kątem usuwania tzw. substancji czynnych farmaceutycznie, a więc np. pozostałości leków oraz innych mikrozanieczyszczeń organicznych.

Lekomania odbija się na środowisku

Światowe rzeki są coraz bardziej zanieczyszczone lekami, co zagraża ekosystemom i przyczynia się do rozwoju bakterii opornych na antybiotyki. Ścieki pochodzą zarówno ze wsi, jak i miast, przemysłu i rolnictwa – w tym z przemysłowych hodowli, w których przebywają miliony zwierząt.

Naukowcy ostrzegają, że nawet śladowe ilości leków mogą wpływać na zachowania zwierząt wodnych czy różnorodność mikroorganizmów. Problem w tym, że większości tych substancji nie widzimy, dlatego problem nie jest omawiany na dużą skalę.

Inne badania opublikowane w czasopiśmie „Animal Ecology” wykazały, że niskie stężenia fluoksetyny – substancji czynnej w leku sprzedawanym na całym świecie jako Prozac – obniżają kondycję i żywotność plemników u samców gupika.

Ponadto problem rzecznej lekomanii potęguje zmiana klimatu. Susze zmniejszają przepływ rzek, zwiększając jednocześnie stężenie substancji w wodzie. Podtopienia przeciążają oczyszczalnie ścieków, wypuszczając do rzek miliony litrów nieprzetworzonych ścieków.