Pilze zerlegen Medikamente

Biologische Abwasser-Aufbereitung

Chemische Scheren zerschneiden Schadstoffe

An der TU Dresden leitet Werner das Forschungsprojekt Xenokat, mit dem Ziel, in einem biologischen Verfahren die naturfremden Rückstände unschädlich zu machen. Dieses Biofiltersystem funktioniert mithilfe eines Enzym-Cocktails, der in Ständerpilzen vorkommt. Sie können ringförmige chemische Verbindungen, wie sie auch die kritischen Xenobiotika besitzen, aufspalten und schließlich zu deren Entfernung beitragen. Die Pilzenzyme arbeiten wie „chemische Scheren“: „Die Scheren zerschneiden die Ringstrukturen der Medikamente, dadurch werden sie biologisch abbaubar“, erklärt Werner. „Wir isolieren die Enzyme, binden sie an hochporöse metallische Werkstoffe und bauen sie in Filter am Ende der Kläranlagen ein. Sobald die Enzyme nicht mehr arbeiten, werden die Kugeln entnommen, erhitzt und mit neuen Enzymen versehen.“

Für das eigentliche Biofiltersystem mussten die Wissenschaftler eine Technologie entwickeln, um die Enzyme auf hochporösen Trägern zu isolieren und zu fixieren. Die Fixierung auf einem Träger ist wichtig, damit die Enzyme in einem Filtersystem an Ort und Stelle arbeiten können. Verschiedene Trägermaterialien erwiesen sich in Tests als geeignet: metallische Hohlkugeln aus einem Sintermaterial, die kaum 4 mm groß sind, Metall-schäume, Membranen und Luffa-Schwämme, ein Naturmaterial, das als Naturstoff reichlich und günstig verfügbar ist und nach der Nutzung im Filter auch noch biologisch abbaubar ist. Auf metallischen Hohlkugeln sind die Enzyme selbst nach acht Wochen noch aktiv. In einer Biofilteranlage müsste das Wasser etwa zwei bis acht Stunden verweilen, bis die kritischen Substanzen abgebaut sind.

Zudem wiesen die Wissenschaftler nach, dass sich 15 Substanzen mithilfe der Pilzenzyme auf natürlichem Weg aus dem Wasser entfernen lassen – darunter Antibiotika, Schmerz-mittel, Blutdrucksenker, Entwässerungsmittel und ein Anti-Epileptikum, für das es bisher keine praktikable technische Lösung gab. In Kürze wird das Biofiltersystem unter Real-bedingungen getestet. Zukünftig soll das Verfahren auch für weitere Xenobiotika, wie Bisphenol-A, verschiedene Antibiotika und Pestizide optimiert werden. [ak]

Heftausgabe: Pharma+Food Mai 2019
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Über den Autor

Dr. Anett Werner, Projektleiterin, TU Dresden
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