Daha İyi Bir Atıksu Arıtması?
Bir grafen kalkanı, parçacıkların atık su arıtma tesislerindeki antibiyotiğe dirençli bakterileri ve serbest yüzen antibiyotik direnç genlerini yok etmesine yardımcı olur.
Rice Üniversitesi’nde geliştirilen yeni stratejiyi “sar, yakala ve yok et” olarak düşünün.Rice çevre bilimcisi Pedro Alvarez ve Şangay,Tongji Üniversitesi’nde çevre mühendisliği profesörü olan Yalei Zhang’ın laboratuarları, Elsevier’in Water Research dergisinde grafen okside sarılmış mikroküreleri tanıttı .
Alvarez ve Nanoteknoloji Özellikli Su Arıtımı için Rice-merkezli Nanosistemler Mühendislik Araştırma Merkezi’ndeki (NEWT) ortakları, 2013’te atık su arıtma tesislerinde ilk kez bulduklarından beri antibiyotiğe dirençli “süper böceklerin” söndürülmesi için çalıştılar.
Alvarez, “Süper böceklerin atık su arıtma tesislerinde ürediği ve atık su dezenfekte edildiğinde öldürüldüklerinde hücre dışı antibiyotik direnç genler (ARG’ler) salgıladıkları bilinmektedir.” dedi. “Bu ARG’ler daha sonra boşaltılır ve alıcı ortamdaki resistom rezervuarları haline gelen yerli bakterileri dönüştürebilir.
“İnovasyonumuz, hücre dışı ARG’lerin deşarjını en aza indirecek ve böylece atık su arıtma tesislerinden antibiyotik direncinin yayılmasını azaltacaktır” dedi.
Rice laboratuvarı kürelerini –azot katkılı grafen oksitle sarılmış bizmut, oksijen ve karbon çekirdekleri– etkisizleştirilmiş çok ilaca dirençli Escherichia coli bakterileri ve sekonder atıksu atıklarında bozulmuş plazmid kodlu antibiyotik dirençli genler gösterdi.
Grafenle sarılmış küreler, yalnızca kürelere kıyasla üç kat daha fazla reaktif oksijen türü (ROS) üreterek atıksudaki kirliliği yok eder.
Kürelerin kendileri ışığa maruz kaldıklarında ROS üreten fotokatalizörlerdir. Laboratuar testleri, kürelerin sarılmasının, ROS temizleyicilerinin çözeltiyi dezenfekte etme yeteneklerini azaltma yeteneğini en aza indirdiğini gösterdi.
Araştırmacılar, kabukların azot katkısının bakterileri yakalama yeteneklerini arttırdığını ve katalitik kürelere onları öldürmek için daha fazla zaman verdiğini söyledi. Arttırılmış parçacıklar ardından, atık maddeyi kirletmeden önce ölü bakteriler tarafından salınan dirençli genleri hemen yakalar ve bozar.
Rice’in Brown Engineering School’da doktora sonrası araştırma görevlisi olan başyazarlardan Pingfeng Yu, “Sarma, bakteri yüzeyi ile kabuk arasındaki hidrofobik etkileşimin arttırılması yoluyla mikroküreler için bakteriyel afiniteyi arttırdı.” diyerek şöyle devam etti: “Bu, arka plan bileşenleri tarafından ROS seyreltilmesini ve atılmasını hafifletti ve serbest bırakılan ARG’lerin anında yakalanmasını ve bozulmasını kolaylaştırdı.”
Sarılı küreler dezenfekte edilmiş atık sudan filtrelenecek kadar büyük olduğundan tekrar kullanılabilirler. Testler, kürelerin fotokatalitik aktivitesinin nispeten kararlı olduğunu, 10 döngüden sonra aktivitede önemli bir azalma olmadığını gösterdi. Bu, aynı kürelerin sargısız halinin döngü ömründen önemli ölçüde daha iyiydi.
Kaynak: sciencedaily.com
