En uventet allieret i kampen mod medicinrester
Forskere har nu identificeret en overraskende hjælper i arbejdet med at rense spildevandsslam for skadelige stoffer: helt almindelige, spiselige svampe. Nye forsøg viser, at bestemte træråd-svampe — herunder østershatte og lakporesvampe — er bemærkelsesværdigt gode til at nedbryde hårdnakkede medicinstoffrester i slam, inden det ender som gødning på landbrugsmarker.
En usynlig medicincocktail i vores gødning
Antidepressiva og andre psykoaktive stoffer er specifikt udviklet til at påvirke den menneskelige hjerne. Efter indtagelse udskilles en del af dem via urin og afføring direkte i kloaksystemet. Ubrugte piller, der skylles ud i toilettet eller vasken, ender ligeledes i spildevandet.
Når spildevandet er renset på et renseanlæg, er resultatet en tyk, næringsrig masse kaldet spildevandsslam — eller på fagsprog biosolids. Dette slam indeholder store mængder kvælstof, fosfor og organisk materiale og anvendes i udstrakt grad som gødning og jordforbedringsmiddel, særligt i USA men også i Europa.
Standardrenseanlæg fjerner effektivt sygdomsfremkaldende bakterier og en stor del af tungmetallerne, men komplekse organiske forbindelser — herunder medicinstoffer — slipper stort set igennem filtrene. Resultatet er en usynlig cocktail af farmaceutiske rester i det slam, der til sidst havner på landbrugsjorden.
Selv minimale mængder psykoaktive stoffer bekymrer forskere — netop fordi de er designet til at have effekt allerede ved lave doser.
Hvorfor psykoaktive stoffer er så svære at bryde ned
Psykoaktive stoffer — som mange antidepressiva — er kemisk konstrueret til at være stabile. De skal holde sig intakte i kroppen, helt til de når deres mål i hjernen. Præcis den samme stabilitet gør dem svære at nedbryde i naturen.
- De binder sig stærkt til organisk materiale i slam og jord
- De nedbrydes langsomt under påvirkning af sollys eller ilt
- De er ofte giftige for vandlevende organismer, selv i lave koncentrationer
- De kan ophobes i fødekæder
Der er tegn på, at planter dyrket på slambefrugtede marker kan optage små mængder af disse stoffer. Forskerne har endnu ikke hårde beviser for, at forbrugere derved indtager målbare doser, men bekymringerne vokser.
Træråd-svampe som naturlige kemiske fabrikker
Et forskerhold fra Johns Hopkins University fokuserede på såkaldte white-rot fungi — svampe, der i naturen er ansvarlige for nedbrydningen af træ. De nedbryder lignin, det ekstremt robuste stof, der giver træ dets hårdhed.
Det gør de ved hjælp af en lang række enzymer, som ikke er særlig kræsne. I stedet for at angribe ét bestemt molekyle, går de løs på alle mulige store, komplekse organiske forbindelser. Netop det gør dem interessante i forbindelse med nedbrydning af medicinstoffer.
Forskerne anvendte to almindeligt forekommende svampearter:
| Latinsk navn | Dansk navn | Kendt for |
|---|---|---|
| Pleurotus ostreatus | Østershat | Spiselig svamp, ofte i supermarkedet |
| Trametes versicolor | Lakporesvamp | Vifteformet svamp på væltede træer |
Begge arter er billige at dyrke, velundersøgte og let tilgængelige — egenskaber der gør dem attraktive til storstilet praktisk anvendelse.
Sådan foregik forsøget med spildevandsslam
Til studiet indsamlede forskerne slam fra et almindeligt renseanlæg. Slammet blev beriget med ni udbredte psykoaktive stoffer, herunder antidepressiva som citalopram og trazodon, så de præcist kunne følge, hvad der skete med disse forbindelser.
Derefter lod de de to svampearter gro direkte på slammet i op til tres dage. Samtidig kørte de et sammenligningsforsøg i flydende dyrkningsmedie uden slam, for at se hvordan nedbrydningen forløb under mere kontrollerede laboratorieforhold.
Med ekstremt følsom massespektrometri målte de løbende, hvor meget af hvert medicinstof der stadig var til stede, og hvilke nedbrydningsprodukter der opstod undervejs.
Bemærkelsesværdige resultater i rigtigt slam
Begge svampearter præsterede imponerende. Hver af dem nedbrød otte af de ni undersøgte stoffer i betydelig grad. Fjernelsesgraden spændte fra cirka halvdelen til næsten fuldstændig forsvinding efter to måneder.
Østershattens resultater var særligt markante: for flere antidepressiva lå nedbrydningen over 90 procent. I visse tilfælde gik nedbrydningen endda hurtigere i det rigtige slam end i den flydende kultur. Det understreger, at forsøg i realistiske, "beskidte" omgivelser er nødvendige — det, der virker i et rent labmiljø, behøver ikke fungere tilsvarende i spildevandsslam.
Ingen skjulemetode — men ægte afgiftning
Et centralt spørgsmål i den slags studier er, om behandlingen blot forskyder problemet, eller om faren reelt mindskes. Svampene kunne i princippet blot lagre medicinstofferne i deres eget væv — og dermed stadig forurene den slambefrugtede jord, når svampene dør.
Kemiske analyser viste imidlertid, at svampene faktisk brød molekylerne ned. Forskerne observerede dannelsen af mere end fyrre forskellige nedbrydningsprodukter — ofte mindre og mere iltrige end de oprindelige stoffer. Det er præcis det reaktionsmønster, man forventer fra træråd-svampenes enzymer.
Ved hjælp af det amerikanske miljøagenturs (EPA) risikoværktøj vurderede de giftigheden af de nye forbindelser. De fleste viste sig at være markant mindre skadelige end de oprindelige medicinstoffer. Processen ligner dermed ægte afgiftning — ikke blot en camouflering af problemet.
Svampenedbrydning forhindrer ikke kun spredning af de oprindelige medicinstoffer, men sænker sandsynligvis også den samlede giftighed af slammet.
På vej mod storstilet anvendelse: myko-augmentering
Forskerne taler om myko-augmentering: målrettet brug af svampe som et ekstra behandlingstrin i slambehandlingen. Da disse svampe allerede trives på træ og andet fast materiale, passer de naturligt til spildevandsslammets faste konsistens.
I teorien kan et slambehandlingsanlæg indrette en separat hal eller container, hvor slammet i nogle uger behandles med svampe under kontrollerede forhold, inden det sendes til markerne. Energiforbruget forbliver relativt lavt — svampene klarer selv nedbrydningsarbejdet, så længe de får tilstrækkelig ilt og lidt varme.
- Begrænset behov for ekstra infrastruktur
- Brug af arter, der allerede findes i naturen
- Potentielt skalerbart til eksisterende renseanlæg
- Mulighed for samtidig nedbrydning af flere forureningstyper
Spørgsmål der endnu mangler svar
Før landmænd for alvor kan tage "svampeslam" i brug, kræves der en række yderligere trin. Forskerne skal fastslå, hvor stabilt processen er ved skiftende temperaturer, fugtniveauer og slamsammensætninger — faktorer der i praksis varierer med årstid og region.
Videnskaberne ønsker også at kortlægge, hvad der sker med andre medicinkategorier som smertestillende midler, hormoner og antibiotika. Muligvis kan de samme svampe spille en rolle her, men det skal testes stofgruppe for stofgruppe. Endelig kræver storstilet anvendelse klare regler: hvilke restkoncentrationer er acceptable, og hvor længe skal slammet minimum udsættes for svampevækst?
Hvad det betyder for miljø og folkesundhed
For beboere nær landbrugsområder og vandforsyningsselskaber kan denne metode på sigt reducere risiciene. Færre farmaceutiske rester i slam betyder mindre sandsynlighed for, at disse stoffer ender i overfladevand eller grundvand — og mindre pres på økosystemerne.
Vandlevende organismer er særligt sårbare over for hormonforstyrrende og psykoaktive stoffer. Fiskearter udviser til tider afvigende adfærd eller forplantningsproblemer ved lave koncentrationer af visse medicinstoffer. Hvert ekstra trin, der fjerner disse stoffer, inden de når naturen, kan lette det pres.
For landmænd åbner det perspektivet om et slamprodukt, der ikke blot tilfører næring til jorden, men også vækker mindre samfundsmæssig debat. I visse regioner er brugen af spildevandsslam nemlig under pres, netop på grund af bekymringer om medicinstoffrester og andre mikroforureninger.
Hvad er biosolids og white-rot fungi egentlig?
Biosolids er i bund og grund slutproduktet af rensningsslam, efter at vandet er fjernet og sygdomsfremkaldende mikroorganismer er reduceret. I Danmark og mange europæiske lande forbrændes slam oftere; i andre lande er fokus på genanvendelse som gødning. Debatten om hvilken vej der er mest bæredygtig, har kørt i årevis.
White-rot fungi udgør en specifik gruppe svampe, der giver træ en hvidlig misfarvning, når de nedbryder lignin. Deres enzymsystem er så kraftfuldt, at det også kan angribe alle mulige menneskeskabte kemiske forbindelser — fra farvestoffer til pesticider og nu altså også medicinstoffer. Den brede virkningsradius gør dem interessante til en række miljøteknologier, fra jordrensning til spildevandsrensning.
Idéen om at håndtere medicinstoffrester derhjemme med en bakke østershatte er foreløbig stadig science fiction. Processerne kræver præcis styring og langvarig overvågning. Men studierne viser tydeligt, at levende organismer ofte er overraskende effektive til opgaver, som vi i dag primært forsøger at løse med dyr højteknologi.
