Naturlige enzymer filtrerer hormonforstyrrende kemikalier fra spildevand

Et nyt filtreringssystem, der bruger naturlige molekyler til at fjerne hormonpåvirkende kemikalier fra spildevand, er lykkedes med at fange 95 % af disse stoffer, før vandet går tilbage i miljøet.

Det er en del af en bølge af forskning i nye måder at beskytte os mod såkaldte hormonforstyrrende kemikalier, som også omfatter arbejde med forskellige gødningstyper og uddannelse af en ny generation af forskere til bedre at identificere sundhedsrisici.

Hormonforstyrrende stoffer er kemikalier, der kan forstyrre kroppens hormonsystem og forårsage negative virkninger hos både mennesker og dyreliv. Nogle stammer fra naturlige kilder som planter, mens andre er kemikalier syntetiseret til industrielle eller husholdningsprodukter, som pesticider, flammehæmmere, eller lægemidler. Langsigtet eksponering har været forbundet med medicinske tilstande som kræft eller fosterskader.

Lægemidler, der er designet til at påvirke hormonsystemet og derefter udskilles fra kroppen, er et eksempel på, hvordan hormonforstyrrende stoffer kan komme ind i miljøet, og der arbejdes nu på at minimere deres indvirkning.

'Når vi designer medicin, vi vil have, at de har en langvarig effekt i kroppen, sagde Martin Ryen, Administrerende direktør for svenske Pharem Biotech. 'Det gør det også meget svært at nedbryde dem i spildevand.'

Som en del af det EU-finansierede DePharm-projekt Pharem Biotech har designet en ny måde at fjerne hormonforstyrrende kemikalier på vandrensningsanlæg og det er lykkedes at fange over 95 % af dem, der transiterer gennem et rensningsanlæg i Stockholm, Sverige.

Svampe og mikrober

Deres system indebærer at bruge enzymer ekstraheret fra svampe og mikrober til at reagere med hormonforstyrrende stoffer, der skylles ned i vandrør, og del dem i ufarlige stykker. Filtreringsenzymerne forbliver nedsænket og renser vandet, der strømmer gennem dem.

'Naturlige enzymer er meget gode til at nedbryde ting, sagde Ryen. Og de gør det selvstændigt, i et cirkulære, katalytisk proces. Enzymer bliver ikke brugt op. De bruger ikke energi eller kræver nye råvarer. '

På grund af dette, Ryen siger, at den nye metode kan halvere omkostningerne, åbner nye muligheder for behandling af spildevand i industriel skala. Til dato, filtrering af hormonforstyrrende kemikalier ud af vandet har involveret energirystende teknologier, der bruger ozon eller aktivt kul, mens de kører, gør disse fremgangsmåder for dyre at bruge i omfanget af spildevandsrensning.

Virksomheden planlægger at udrulle større demonstrationsprojekter, især i Sverige, Holland og Malaysia.

Indtil nu, virksomheden har isolerede molekyler fra svampe og mikrober, der kan neutralisere seks varianter af hormonforstyrrende stoffer, plus yderligere 500 slags generende farmaceutiske forbindelser. I tide, Ryen siger, at enzymerne kan bruges på et bredere spektrum af hormonforstyrrende kemikalier.

En anden tilgang er at finde substituerende kemikalier, der kan bevare fordelene ved nuværende produkter, samtidig med at ethvert potentiale for hormonforstyrrende bivirkninger fjernes.

Som en del af det EU-finansierede projekt EUCLID, for eksempel, forskere i Europa og Kina undersøger rentable måder at dyrke afgrøder som tomater, bladgrøntsager og druer uden brug af store koncentrationer af pesticider, som kan indeholde hormonforstyrrende stoffer. Omkring 4%af EU's grøntsagsimport kommer fra Kina, samt nogle landbrugsskadedyr, så udveksling af erfaringer og testfaciliteter gør udvekslingen gensidigt fordelagtig.

'Vi udvikler mere bæredygtige metoder til bekæmpelse af skadedyr, og retningslinjer for at hjælpe landmænd med at kombinere dem, sagde EUCLID -koordinator, Dr. Nicolas Desneux fra det franske nationale institut for landbrugsforskning.

De FN-godkendte teknikker omfatter sprøjtning af afgrøder med naturlige pesticider baseret på appelsinolie, eller frigiver naturlige rovdyr, der røver på skadedyrene. Succes ville vise, at nutidens førende økonomier kan fodre verden gennem sunde og bæredygtige landbrugspraksis, og EUCLID's retningslinjer vil blive frigivet inden udgangen af ​​2018.

Afmaskering

Selvom lægemidler og pesticider er oplagte steder at lede efter hormonforstyrrende stoffer, afsløring af kemikalierne i moderne miljøer kan ofte være mere udfordrende. Dr. Lisa Connolly, en ekspert i fødevaretoksin ved Queen's University Belfast i Storbritannien siger, at deres virkning på det humane hormonsystem har en tendens til at være kompliceret, og symptomer opstår undertiden kun årtier efter udsættelse, eller endda i kommende generationer.

'Det er meget mere komplekst at få øje på disse problemer end rent giftige forbindelser, sagde doktor Connolly.

Selvom alle forbindelser, der sælges i EU, er afprøvet under realistiske brugerbetingelser, Dr. Connolly påpeger, at i hverdagen kan forskellige hormonforstyrrende stoffer blandes med hinanden. Der vides mindre om virkningerne af disse kombinationer.

Hun hjælper med at oplære en ny generation af forskere i at vurdere og forstå den virkelige risiko ved disse komplekse blandinger, med det formål, at de kan omdanne deres viden og ideer til nye værktøjer og tjenester til beskyttelse af sundheden.

'En af de største huller i den nuværende forståelse er, hvordan blandinger af hormonforstyrrende stoffer påvirker vores hormonsystem, sagde doktor Connolly. Hun advarer også om, hvor forholdsvis lidt man ved om hormonforstyrrende stoffer, der stammer fra naturlige toksiner. 'Vi ved stadig ikke om alle former for hormonforstyrrende stoffer derude.'

Som en del af det EU-finansierede PROTECTED-projekt, 15 forskere på et tidligt stadie får de tværfaglige færdigheder, der er nødvendige for at kombinere resultater fra så forskellige områder som epidemiologi, computermodellering og toksikologi.

'Vi er nødt til at uddanne disse unge forskere med færdigheder fra forskellige forskningsområder, så de kan forstå den større kompleksitet af hormonforstyrrende kemikalier, sagde doktor Connolly.

Projektet træner forskere til at opdage potentielt skadelige kemiske forbindelser, identificere deres virkning på levende celler, forudsige, hvordan de vil opføre sig i kroppen ved hjælp af computermetoder, og korrelere resultaterne med folkesundhedseffekter i befolkningsundersøgelser. Vigtigere, kandidater lærer også at binde alle disse oplysninger sammen, især for at kommunikere deres resultater til et bredere publikum.

Ideen er at opbygge tværfaglige færdigheder og ekspertise til at hjælpe med at kontrollere risikoen for hormonforstyrrende stoffer i vores omgivelser og korrekt informere fremtidige lovgivere, i sidste ende forbedre sundheden.

Problemet

Hormonforstyrrende kemikalier er allerede reguleret gennem lovgivning på områder, herunder forbrugerprodukter og fødevare- og fodersikkerhed.

Det er et forskningsfelt i udvikling, og EU finansierer også forskning for bedre at forstå hormonforstyrrelser og udvikle de nødvendige værktøjer til deres vurdering og regulering.

Det har afsat 52 millioner euro i 2018 til forskning i nye test- og screeningsmetoder til at identificere hormonforstyrrende kemikalier.