Biolodzy walczą z toksycznym arsenem w środowisku

Skażenia wód arsenem to niezwykle istotny problem na całym świecie. Celem moich badań jest znalezienie mikroorganizmów, które są odpowiedzialne za proces uwalniania tego toksycznego pierwiastka do środowiska i znalezienie takich szczepów, które można będzie wykorzystać w procesach bioremediacji, czyli oczyszczania terenów skażonych. Nasz zespół może już pochwalić się sukcesami w tej dziedzinie - mówi w wywiadzie dla PAP Łukasz Drewniak, mikrobiolog środowiskowy z Uniwersytetu Warszawskiego, tegoroczny stypendysta programu START Fundacji na rzecz Nauki Polskiej.

Nauka w Polsce: Dlaczego arsen jest niebezpieczny dla środowiska?

Łukasz Drewniak: Arsen występuje w naturze w minerałach, w skałach i w takiej formie nie jest toksyczny dla żadnych żywych organizmów. Pod wpływem czynników fizyczno-chemicznych - wietrzenia, działalności wody czy tlenu, jest powoli uwalniany do wód powierzchniowych i gruntowych w formie rozpuszczalnej, toksycznej. Jednak bardzo często dzieje się tak, że w środowiskach, gdzie występują złoża arsenu, żyją też mikroorganizmy, które potrafią około stukrotnie szybciej przeprowadzać transformacje chemiczne arsenu do form toksycznych. To właśnie te bakterie powodują uwalnianie go do wód.

NwP: Czy takie zanieczyszczenia występują w Polsce?

ŁD: Największe złoża arsenu w Polsce znajdują się w Złotym Stoku w Kotlinie Kłodzkiej. Mieści się tam nieczynna już kopalnia złota. Po zamknięciu jej w latach sześćdziesiątych zapomniano o tym, żeby odciągać wodę spływającą z gór. Dlatego obecnie, na ponad 300 km podziemnych korytarzy, które tworzą kopalnię, 200 km zostało zalanych wodą. W jedynej dostępnej sztolni na ścianach zaczęły się rozwijać mikroorganizmy, które przyczyniają się do uwalniania arsenu i rozpowszechnienia skażenia tym toksycznym pierwiastkiem do wód gruntowych i powierzchniowych.

NwP: Nauka potrafi sobie z tym poradzić?

ŁD: Celem nie tylko mojego doktoratu, ale też projektu, w którym uczestniczę, było znalezienie mikroorganizmów, które są odpowiedzialne za proces uwalniania tego toksycznego pierwiastka do środowiska i znalezienie takich szczepów, które można by wykorzystać w procesach bioremediacji, czyli oczyszczania terenów skażonych. Udało nam się znaleźć prawie 40 szczepów takich bakterii i zaproponowaliśmy potencjalne mechanizmy oczyszczania terenów skażonych arsenem.

NwP: Co to za projekt?

ŁD: To interdyscyplinarny grant zamawiany z ministerstwa nauki i szkolnictwa wyższego, w którym uczestniczyło kilka zespołów - geolodzy, chemicy i biolodzy z Politechniki Wrocławskiej z wydziału Biologii i Wydziału Chemii UW, z Instytutu Biochemii i Biofizyki PAN. Grupa miała rozpracować przyczynę powstawania skażeń. Ja i koledzy z Pracowni Analizy Skażeń Środowiska, kierowanej przez prof. Aleksandrę Skłodowską, zajmujemy się bakteriami zasiedlającymi różne kopalnie - nie tylko złota, ale również miedzi. Nasze prace mają charakter aplikacyjny, czyli staramy się znaleźć takie mikroorganizmy, które udałoby się bezpośrednio w niedalekiej przyszłości wykorzystać w praktyce.

NwP: Czy będziecie patentować swoje odkrycie?

ŁD: Mamy nadzieję, że uda się nam opracować całą technologię oczyszczania, znaleźć sponsorów i opatentować oraz wdrożyć wyniki naszych prac. Na świecie już powstało kilka takich metod, jednak głównym problemem jest to, że nie można wykorzystać jednego czy dwóch wyizolowanych mikroorganizmów do wszystkich środowisk. Każdorazowo trzeba poszukiwać dzikich szczepów, które występują w danym środowisku.

NwP: Jakie znaczenie ma dla Pana przyznanie stypendium FNP?

ŁD: To dla mnie prestiżowa nagroda, która potwierdza, że to, co robię, jest ważne. Udało mi się znaleźć mikroorganizmy, które są odpowiedzialne za rozpowszechnianie skażeń arsenem w Kotlinie Kłodzkiej i znalazłem też takie bakterie, które można by było wykorzystać do procesów odwrotnych. W ciągu 3 lat swojej krótkiej kariery naukowej napisałem 4 publikacje dotyczące tych bakterii.

Fundusze otrzymane w ramach stypendium START, wraz z wcześniejszym grantem promotorskim, pozwoliły mi m.in. zaplanować wyjazd naukowy do Argentyny. 9 września wyjeżdżam na konferencję związaną z procesami biometalurgii, czyli z wykorzystaniem mikroorganizmów w procesach przemysłowych, odzyskiwania metali i oczyszczania terenów skażonych tymi metalami.

NwP: Życzę dalszych sukcesów. Dziękuję za rozmowę. KOL

PAP - Nauka w Polsce

agt/bsz