Ученые Корнелла разработали ферменты для борьбы с загрязнением микропластиком сточных вод

Микропластик, определяемый как частицы пластика размером менее 5 мм, представляет значительный риск для здоровья человека и продуктивности сельского хозяйства. Эти загрязнители нарушают циклы питательных веществ в почве, ухудшают рост растений и могут попасть в пищевую цепочку через сельскохозяйственные культуры и животноводство. Очистные сооружения вносят основной вклад в эту проблему, ежегодно выбрасывая в почву больше микропластика, чем в океаны.

Команда Годдарда занимается разработкой ферментов, специально предназначенных для расщепления полиэтилентерефталат (ПЭТ) — обычный пластик, используемый в упаковке и текстиле. Первоначально обнаруженные у бактерий Ideonella sakaiensis возле японской свалки в 2016 году, эти ферменты естественным образом разлагают ПЭТ. Исследователи адаптируют их к жизни в сложных условиях осадка сточных вод, которые включают высокие температуры, переменный уровень pH и обилие органических веществ.

«Наша цель — интегрировать эти ферменты в процессы очистки сточных вод, чтобы уменьшить содержание микропластика в очищенных сточных водах, особенно потому, что очищенные сточные воды все чаще используются для сельскохозяйственного орошения в условиях глобальной нехватки воды», — объяснил Годдард.

Процесс разработки включает в себя сложные методы, такие как секвенирование генома, компьютерный анализ для выявления важнейших аминокислот и обширное тестирование вариантов ферментов. Команда также работает над версией фермента, который сможет связываться с материалами, используемыми в фильтрах сточных вод, облегчая их восстановление и повторное использование.

Это исследование, вдохновленное бывшей аспиранткой Ханной Зурьер, доктором философии, сейчас работающей в Колумбийском университете, и продолженное докторантом Соней Су, отвечает насущной необходимости в эффективном удалении микропластика. Недавние исследования выявили значительно более высокие уровни микропластика в бутилированной воде, чем предполагалось ранее, что подчеркивает важность этой работы. Кроме того, Организация Объединенных Наций в настоящее время обсуждает международный договор по борьбе с пластиковым загрязнением.

«Учитывая нехватку пресной воды, крайне важно удалять микропластик из сточных вод, чтобы обеспечить их пригодность в качестве альтернативного ресурса. Это жизненно важно для здоровья, экологической устойчивости и долгосрочной экономической жизнеспособности сельского хозяйства», — подчеркнул Годдард.