Produktion av kemikalier är en besvärlig verksamhet. Ofta, bara en liten del av det som faktiskt önskas produceras i fabriken. Den stora återstoden är oanvändbar - eller ännu värre. Exempel? Den avskyvärda "Agent Orange" som användes av den amerikanska armén i Vietnamkriget producerades i stor hast. Den innehöll dioxin som en orenhet. Som ett resultat, inte bara förlorade träd i stridszonen sitt lövverk, men amerikanska soldater och vietnamesiska civila blev också sjuka av cancer år senare.

Det finns också exempel från jordbruket:Vid produktionen av insekticiden lindan, en hexaklorocyklohexan (HCH), endast mindre än 15 procent av den önskade substansen produceras; 85 procent av reaktionsbuljongen är farligt avfall. På 1950 -talet, denna giftiga blandning sprutades fortfarande i sin helhet på åkrar och fruktträdgårdar. Senare separerades den effektiva lindanen och såldes ren, resten dumpas på deponier. Där ligger kemikalierna ofta fortfarande idag. Lindane har varit förbjudet i EU sedan 2007, och det har inte använts i Schweiz på ett tag.

Den flamskyddsmedel hexabromocyklodecan (HBCD) är också en blandning av flera ämnen. Det uppfanns på 1970 -talet, producerad på en skala från flera 10, 000 ton per år och används i polystyrenisoleringsskivor för husfasader, i textilier och i plast för elektriska apparater. Det har varit förbjudet över hela världen sedan 2014. I Schweiz, plast som innehåller HBCD återvinns inte, men måste förstöras vid avfallsförbränning.

Internationellt förbjudet

Sedan 2004 har Stockholmskonventionen om ihållande organiska föroreningar har reglerat hanteringen av sådana långlivade miljögifter (www.fedlex.admin.ch/eli/cc/2004/347/de). Schweiz ratificerade avtalet 2003, men alla dessa ämnen finns redan i miljön - och finfördelade. HBCD finns i avloppsslam, i fisk, i luft, vatten och jord. År 2004, World Wildlife Fund (WWF) tog blodprov från elva europeiska miljöministrar och tre hälsovårdsministrar och upptäckte HBCD och lindan i blodet hos var och en av dem.

Bakterie, räddarna från jorden

Det ställer frågan:Kan vi återta eller avgifta det kemiska avfallet från tidigare generationer? Lyckligtvis, forskare viker inte ifrån icky platser i deras sökning efter lösningar. 1991, de upptäckte tre bakteriestammar som kunde konsumera lindan och dess värdelösa kemiska syskon på kemiska avfallsställen i Frankrike, Japan och Indien nästan samtidigt:Sphingobium francense, Sphingobium japonicum och Sphingobium indicum. Kan dessa biostädare kanske också smälta det flamskyddsmedel HBCD och andra gifter?

Empa-kemisten Norbert Heeb och Eawag-mikrobiologen Hans-Peter Kohler, tillsammans med forskare från Zürich University of Applied Sciences (ZHAW) och två indiska institut, testa dem. De modifierade generna för de indiska bakterierna och producerade HCH-nedbrytande enzymer i ren form. Ett enzym är en proteinmolekyl, en biokatalysator så att säga, med vilka bakterier, men även andra levande celler, kan bygga upp eller bryta ned kemiska ämnen. Den förorenande molekylen HCH sätter sig i enzymet som en nyckel i ett lås. Sedan delas en del av molekylen av. De nu ofarliga fragmenten släpps igen, och enzymet är redo att ta upp nästa förorenande molekyl.

Mutationer öppnar möjligheter

Tillsammans med grundstudenten Jasmin Hubeli, Heeb undersökte inte bara de enzymvarianter som finns på deponier, men också ett enzym erhållet från en genetiskt modifierad bakteriestam. Här, forskarna hade medvetet förstorat "nyckelhålet" så att de större HBCD -molekylerna lättare kunde brytas ner. Resultatet:Den genetiska modifieringen påverkade hastigheten, vid vilken föroreningarna bryts ner.

Empa-forskaren Heeb är hoppfull om deras resultat:"Det betyder att vi nu faktiskt har en chans att använda biologiska metoder för att ofarliga dessa långlivade toxiner som produceras av mänskligheten och distribueras över stora områden." Det är fortfarande en lång väg kvar, dock. Lock-and-key-principen för användbara enzymer måste fortfarande räknas ut mer i detalj innan skräddarsydda enzymer för kemiska toxiner finns tillgängliga i framtiden.