Lager partikler som fanger miljøgifter

De skader vår evne til reproduksjon og forurenser naturen. Til slutt dukker de opp i vannet vårt. Men hormonhermerne er faktisk mulig å fange.

Publisert
Per Stenstad i SINTEF har klart å fange og bryte ned skadelige hormon-hermere som havner i vannet vårt. Her er han avbildet i Nidelva i Trondheim. (Foto: Thor Nielsen)
Per Stenstad i SINTEF har klart å fange og bryte ned skadelige hormon-hermere som havner i vannet vårt. Her er han avbildet i Nidelva i Trondheim. (Foto: Thor Nielsen)

Fakta om hormonhermere:

Hormonhermere likner på kroppens egne hormoner, og blir derfor tatt opp av ulike reseptorer i cellene til mennesker og dyr.

Kroppen oppfatter hormonhermerne som kjønnshormoner. Dette fører til at blant annet fisk er utsatt – fordi de lever i vann hvor hormonhermerne ofte ender opp som et resultat av våre forbruksvaner.

Fordi hormonhermerne ender i vannet vårt, og dette resirkuleres, skjer det en akkumulering av de uønskede stoffene i vann.

Resultatene blir problemer med reproduksjon og misdannelser hos dyr og mennesker. Uhemmet vekst, kreft og allergier er også forbunnet med hormonhermere.

Hormonhermere er ikke nedbrytbare og finnes i kosmetikk, i myke plaststoffer, i kjemikalier, rengjøringsmidler og maling, for å nevne noe.

Kilde: Sintef

De syntetiske stoffene som kalles hormonhermere finnes i forbruksvarer som rengjøringsmidler, kosmetikk, plast, maling og elektronikk.

Nå har forskere i Trondheim klart å fremstille ørsmå partikler som skal fange og bryte ned hormonhermere som har havnet i avfallsvannet vårt.

– Vi vet at hormonhermere er skadelige for oss, og at de ikke brytes ned i naturen, fastslår Per Stenstad.

– De vi har skapt er der og forblir der, og samles i blant annet avfallsvann og jordsmonn.

Stenstad er forsker og kjemiker med utpreget interesse for fysikkens lover.

Teknologien han og hans kolleger står bak, er så liten at den ikke kan sees med det blotte øye. Likevel påstår forskeren at partikkelen kan framstilles enkelt – og attpåtil i store kvanta til lave priser.

Skader vår forplantningsevne

Hormonhermere er små molekyler som kan se slik ut, sier Stenstad – og tegner en ringformet struktur.

– Problemet er at kroppen vår ikke klarer å skille dem fra ekte hormoner, som omtrent har samme form. Testosteron og østrogen har for eksempel en helt sentral funksjon for vår forplantningsevne, sier Stenstad.

– Fordi hormonhermerne likner på disse kjønnshormonene, blir det problematisk.

Juksehormonene passer rett og slett som hånd i hanske i en rekke reseptorer som finnes i kroppen, spesielt i forplantningsorganene. De kan derfor blokkere for de ekte hormonene som kroppen egentlig er på utkikk etter, forklarer forskeren.

Som svar på dette problemet har Stenstad og kollegene klart å framstille en slags lokkedue: En partikkel som ikke bare tiltrekker seg hormonhermere, men bryter dem ned til ufarlige forbindelser.

Partiklene er svært porøse og bare ti gram av dem har en overflate på størrelse med en fotballbane. Med så stor overflate har de en enorm kapasitet til å fange hormonhermere.

Partikkel-byggesett

Årsaken til at de porøse partiklene er i stand til å fange de skadelige stoffene, er at hele overflaten er belagt med enzymet Laccase. Dette er det enzymet som fanger juksehormonene og bryter dem ned til ufarlige forbindelser som slippes ut.

Dermed er enzymet klart til en ny runde; enzymene er nemlig en biokatalysator som kan brukes om og om igjen.

– Laccase er derfor veldig godt egnet til å bryte ned hormonhermere. Problemet er at når man tilsetter Laccase i avfallsvann, vil det bokstavelig talt forsvinne med vaskevannet, og dermed ikke ha noen effekt, forklarer Stenstad.

– Derfor fester vi enzymet til disse partiklene.

Avansert vann-filter

Partikkelen som nå har blitt til i Sintefs laboratorier har derfor fått egenskaper som gjør at den både kan huse det effektive enzymet, og suge til seg hormonhermere.

Slik lager forskerne de nye partiklene. (Foto: (Illustrasjon: Sintef))
Slik lager forskerne de nye partiklene. (Foto: (Illustrasjon: Sintef))

– Partiklene plasserer vi i en slags membran-kurv som avløpsvannet strømmer igjennom. Ettersom enzymene er festet til partiklene, vil de ikke vaskes ut og være aktive over lang tid, sier forskeren.

Stor overflate – stor effekt

Partikkelen bygger forskerne opp av såkalte monomere, kjemiske byggeklosser som reagerer med hverandre og danner et slags nettverk. For å lage porøse partikler, tilsetter de store molekyler som fungerer som sjablonger; disse molekylene inngår ikke i reaksjonen og kan fjernes i etterkant.

– Dette gjør at molekylene etterlater seg en mengde små hull – noe som gjør partikkelen porøs. Og det er nettopp porøsiteten som gjør partikkelen så effektiv, fordi hulrommene bidrar til å gi den en kjempestor overflate, forklarer Stenstad.

Til slutt blir partikkelen behandlet med en kjemisk forbindelse som reagerer med det aktive enzymet laccase. Når det skjer, blir enzymene forankret til overflaten i partiklene, slik at de forblir der og er aktivt i lang tid.

– Alt dette kan vi så og si gjøre i et reagensrør, eller oppskalert til en diger tank, om vi vil ha store kvanta av partikkelen, sier Stenstad.

Mange bruksområder

Teknologien er også testet i et pilotanlegg, og resultatene var akkurat som forskerne forventet. Men skal teknologien nå sitt fulle potensiale, må den ut av laboratoriene og inn i vannverkene.

– Vi ser mange bruksmuligheter for denne teknologien, fordi vi har lykkes med å feste aktive enzymer til partikler med kjempeoverflate, sier Per Stenstad.

– Blant annet ønsker vi å prøve ut partiklene i samarbeid med lakseoppdrettsbransjen som er svært opptatt av vannkvalitet.

Metoden også kan brukes til å fange CO2 fra gass, så nå håper vi at flere blir interessert i å ta løsningen vår i bruk, legger han til.