Как водните бълхи помагат за идентифицирането и премахването на опасни химически замърсители от отпадъчните води?

Тя е малка, фина, феерична, нейното име е Daphnia и е ... водна бълха. Разказваме Ви за нея, тъй като способността ѝ да идентифицира химикали с вредно въздействие върху животински видове и да ги отстранява от водата може да доведе до революция в пречистването на отпадъчни води и устойчивото опазване на екосистемата. До този извод са стигнали учени от Бирмингамския университет след задълбочено проучване и разработване на иновативна технология, подходяща за приложение в пречиствателни станции, чрез която се премахват химически замърсители, преодоляващи конвенционалните методи.

Водните бълхи (Daphnia) са малки ракообразни с размерите на оризово зърно и притежават забележителната способност да остават в латентно състояние в продължение на векове, а това позволява на учените да съживят латентни популации, които са издържали на различен исторически натиск от замърсяване. По този начин изследователите селектират щамове с различна толерантност към химически замърсители и ги включват в иновативна технологията, създавайки мащабируем, евтин и нисковъглероден метод за премахване на фармацевтични продукти, пестициди и промишлени химикали от отпадъчните води. „Благодарение на способностите на водните бълхи, разполагаме с вдъхновена от природата третична технология за пречистване на отпадъчни води, която защитава екологичното здраве на нашите реки“, посочва проф. Луиза Орсини от Университета в Бирмингам.

Устойчивите химически замърсители, произхождащи от битови и промишлени процеси, избягват конвенционалното пречистване на отпадъчни води и не позволяват безопасното им повторно използване, което е изключително важно в контекста на безпрецедентния натиск, който съвременният свят оказва върху водните ресурси. Когато отпадъчните води се заустват в реки и други водни обекти, те в крайна сметка попадат в резервоари, напоителни системи и водоносни хоризонти. След това тези химически замърсители навлизат в човешката хранителна верига и водоснабдяването, като оказват вредно въздействие върху здравето на приблизително 92 милиона души годишно, сочат данни на екипа.

Изследването демонстрира ефективността на четири внимателно подбрани щама водни бълхи при премахване на диклофенак (фармацевтичен продукт), атразин (пестицид), арсен (тежък метал) и PFOS (промишлен химикал). „Въведохме този забележителен животински вид в персонализирани устройства, за да пречистим отпадъчните води чрез биоакумулиране преди окончателното им заустване. Веднъж интегрирана, технологията до голяма степен се самоподдържа, което се дължи на способността за клоново възпроизвеждане на водните бълхи“, обяснява проф. Карл Дърн от Инженерния факултет на Университета в Бирмингам.

Всъщност Daphnia може да се използва и за откриване на ефектите от химически смеси върху биологията на живите организми. Това е възможно, защото всички животни, включително хората, споделят гени, които са в основата на отговорите им на промени в околната среда, включително излагане на замърсяване. Много съвременни автоимунни заболявания, включително рак, се свързват с химическо замърсяване, но безопасността на химикалите в момента обикновено се оценява, като се тества един химикал и се оценява влиянието му отделно върху хората и околната среда. В околната среда обаче съществуват най-малко 235 000 отделни химикала и 125 000 нерегулирани химически смеси, посочват учените.

Екипът от Бирмингам създава нова рамка, използваща технологиите „omics“ за откриване на ефектите от химическите смеси на околната среда, която позволява на Daphnia да открива биоактивни компоненти в химическите смеси на околната среда и да прогнозира кои химикали е вероятно да бъдат вредни. В този смисъл водната бълха работи като „канарче във въглищна мина“.

Екипът очаква, че подходът им може да предложи стъпка напред в регулацията на химични вещества, където обикновено химикалите се оценяват изолирано и при високи концентрации, като се игнорират кумулативните ефекти от по-ниски дози и химически смеси. Друго важно предимство на метода е, че предлага възможност за намаляване на химическите тестове върху животни.

Автори на изследването и доклада от него са: проф. Луиза Орсини – професор по еволюционна системна биология и екологична омика; проф. Карл Дърн – ръководител на Инженерния факултет към университета; д-р Мохамед А. Абдала – доцент по устойчиви органични и нововъзникващи замърсители.

За да подготвим този материал, използвахме информация от Университета Бирмингам.

Източник на снимковия материал: canva.com