Egyetemi és ipari partnerek példás összefogása a környezeti károk kezelésének új módozatát eredményezte.

„A talajremediációt nagymértékben segítő két mikrobiális oltóanyag regisztrációja a közelmúltban megtörtént: a sikert egy nagyon jól együttműködő, egyetemi és vállalati partnereket egyaránt magában foglaló, ütőképes csapatnak köszönhetjük” – hangsúlyozta a bme.hu kérdésére Vértessy Beáta, a Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar (VBK) Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszékének (ABÉT) vezetője, a „Talajremediáció, technológiafejlesztés” NKFIH VKE pályázat témavezetője. Hozzátette, a hetekkel ezelőtt a ráckevei Duna-ág védett nádas-lápos területén bekövetkezett súlyos olajszennyezés ráirányította a közvélemény figyelmét a talajremediáció fontosságára, ám a kárelhárítással kapcsolatos tudományos kutatómunka már sokkal korábban elkezdődött.

A három éves projektben a BME hozzájárulása főként a talajtani és fehérjekutatási gyakorlatból állt, az ELTE kutatói pedig bioinformatikai és mikrobiológiai területen tevékenykedtek. Mindehhez hozzájárult a biotechnológiai termékek nagyobb léptékű előállításával foglalkozó Fermentia Kft. – amellyel a BME már több közös projektben dolgozott együtt –, valamint a konzorciumvezető kármentesítés-specialista ELGOSCAR-2000 Kft., amely piaci szereplőként hatékonyan irányította a majd kereskedelmi forgalomba hozható termékek megvalósulására irányuló lépéseket.

A konzorcium olyan módszer kidolgozását vállalta, amely a poliaromás szénhidrogénekkel terhelt talaj menetesítését segíti: e vegyi anyagok jellemzően olajszennyeződés során kerülnek a környezetbe. A kármentesítés ilyenkor több lépcsőben történik: fizikai, kémiai valamint biológiai folyamatok eredményeként tisztul meg a talaj. A jelenlegi trendek igyekeznek elkerülni a környezetbe történő drasztikus beavatkozást, ezért a szennyezett talajok mikrobiális eszközökkel történő remediációja az utóbbi években felértékelődött.

A kutatók célja egy olyan oltóanyag kifejlesztése volt, amely a talajszennyezés esetén felgyorsítja a természetes regenerációt segítő mikrobák lebontó munkáját. Az eljárás újdonsága, hogy a mikrobiális kármentesítést enzimek hozzáadásával kombinálhatják.

„Az ABÉT tanszéken nagyon régóta foglalkozunk egyrészt vizek, másrészt talajok tisztításának, remediálásának kérdéseivel. Utóbbi területen Molnár Mónika egyetemi docens (VBK, ABÉT) kutatócsoportja már a vörösiszap-katasztrófa előtt megkezdte vizsgálódásait, és számos korábbi projektben együttműködött az ELTE és a Fermentia Kft. szakembereivel” – hangsúlyozta Vértessy Beáta.

A kutató kiemelte, régebben is léteztek olyan technológiák, amelyek baktérium- vagy más mikroba-törzsekkel próbáltak talajtisztítást végezni. A kutatócsoport a munkája során különféle szennyezett talajokból azok lebontását végző baktériumtörzseket izolált, és megvizsgálta, ezek hogyan „teljesítenek” a poliaromás szennyeződésekkel szemben.

„Egy baktérium olyan teljes enzimkészletet tartalmazhat, amelyből egyesek kulcsfontosságúak a szennyeződés lebontásához. A megfelelő baktériumtörzsek kitenyésztésével és felszaporításával tehát célirányosan kezelhetők a poliaromás szénhidrogénekkel terhelt talajok. Az ártalmas anyagok semlegesítéséhez nélkülözhetetlen, és a legnehezebb lebontó lépést katalizáló enzimeket külön is előállítottuk, így nagy koncentrációban juttathatjuk azt a poliaromás vegyületekkelszennyezett talajokba” – ecsetelte a kutató. Hozzátette, a munka során a környezetileg terhelt helyekről származó mintákból – amelyek nagyon sok faj DNS-maradványait tartalmazhatják – ún. metagenomikai adatbázisokra támaszkodva keresik azokat a mintákat, amelyek a hatékony baktériumok megfelelő enzimeit kódoló DNS-részeket tartalmazzák. E hasznos DNS-szekvenciák képezték az alapját a BME és az ELTE későbbi kutatásaiknak, majd végső soron az oltóanyagok, enzimek nagy léptékű előállításának.

A szennyező anyagok lebontásában kulcsszerepet játszó enzimek (A: kataláz-peroxidáz, B: dioxigenáz) szerkezeti modelljei.

Vértessy Beáta hangsúlyozta, az ABÉT tanszéken működő környezettoxikológiai munkacsoport nagyon sikeres munkát végzett a jelenlegi kutatás során is. Egyebek között nemzetközileg is bevett eljárást – ún. talajlégzésmérő mikrokozmoszt – használtak a talajok jellemzőinek vizsgálatához. A kis kísérleti edényekben elhelyezett földmintákban az élő mikrobaközösségekre jellemző különféle paramétereket mérték. Az egyes mintákban különböző körülményeket teremtettek: például eltérő szennyezőanyag-koncentrációt biztosítottak, a többféle helyről származó talajokat pedig különböző mennyiségű mikrobával vagy enzimmel oltották be. Ezekben az edénykékben mérhették az oxigén fogyását, a lebontás menetét, amiből a kármentesítés sikerére, a mikrobapopuláció diverzifikálódására, azaz egészségesebbé válására következtettek a szakemberek.

Mikrokozmosz kísérletek szénhidrogénekkel szennyezett talajokkal

„A megvalósulás felé haladó oltóanyagok a célterületen kiszórható izolált mikrobiális törzsek és a fehérjekészítmények, amelyeket külön és együtt is lehet alkalmazni” – emelte ki Vértessy Beáta, hangsúlyozva azt is, hogy a 2021. június 30-ig tartó projekt zárása után is keresik a lehetőségeket a tématerületen a további kutatásokra.

„A Műegyetem komplex egyetemfejlesztési előpályázatában is szerepelnek a szakterületünkhöz kapcsolódó további fejlesztési lehetőségek, és az Európai Unió új, hét éves költségvetési ciklusában, valamint a Norvég Alap pályázatában is remélünk forrásokat a remediációs kutatásokhoz” – vázolta fel a jövő terveit Vértessy Beáta.

HA-TZS

Illusztráció: Kelemenné Nagy Kinga, Molnár Mónika, ABÉT tanszék