En oväntat allierad i kampen mot läkemedelsrester
Forskare har identifierat en förvånande hjälpreda i arbetet med att rena avloppsslam från skadliga ämnen: helt vanliga, ätbara svampar. Nya försök visar att specifika vitrötesvampar — bland annat ostronmussling och praktticka — är anmärkningsvärt skickliga på att bryta ner envisa läkemedelsrester i slam, innan det hamnar som gödsel på jordbruksmarker.
En osynlig läkemedelscocktail i vår gödsel
Antidepressiva och andra psykoaktiva substanser är särskilt utformade för att påverka den mänskliga hjärnan. Efter intag utsöndras en del av dem via urin och avföring direkt i avloppssystemet. Oanvända tabletter som spolas ner i toaletten eller handfatet hamnar också i avloppsvattnet.
När avloppsvattnet har renats vid ett reningsverk är resultatet en tjock, näringsrik massa kallad avloppsslam — eller i facktermen biosolider. Detta slam innehåller stora mängder kväve, fosfor och organiskt material och används i stor utsträckning som gödsel och jordförbättringsmedel, särskilt i USA men även i Europa.
Standardreningsverk tar effektivt bort sjukdomsframkallande bakterier och en stor del av tungmetallerna, men komplexa organiska föreningar — däribland läkemedelssubstanser — slipper i stort sett igenom filtren. Resultatet blir en osynlig cocktail av farmaceutiska rester i det slam som slutligen hamnar på jordbruksmarken.
Även minimala mängder psykoaktiva ämnen oroar forskare — just eftersom de är designade att ha effekt redan vid låga doser.
Varför psykoaktiva substanser är så svåra att bryta ner
Psykoaktiva läkemedel — som många antidepressiva — är kemiskt konstruerade för att vara stabila. De måste hålla sig intakta i kroppen tills de når sitt mål i hjärnan. Precis samma stabilitet gör dem svårnedbrytbara i naturen.
- De binder sig hårt till organiskt material i slam och jord
- De bryts ner långsamt under påverkan av solljus eller syre
- De är ofta giftiga för vattenlevande organismer, även i låga koncentrationer
- De kan anrikas i näringskedjor
Det finns tecken på att växter odlade på slambemängda åkrar kan ta upp små mängder av dessa ämnen. Forskarna har ännu inte hårda bevis för att konsumenter därmed intar mätbara doser, men oron växer.
Vitrötesvampar som naturliga kemiska fabriker
Ett forskarteam från Johns Hopkins University fokuserade på så kallade vitrötesvampar — svampar som i naturen ansvarar för nedbrytningen av trä. De bryter ner lignin, det extremt robusta ämnet som ger trä dess hårdhet.
Det gör de med hjälp av en lång rad enzymer som inte är särskilt kräsna. Istället för att angripa en specifik molekyl går de lös på alla möjliga stora, komplexa organiska föreningar. Just det gör dem intressanta när det gäller nedbrytning av läkemedelssubstanser.
Forskarna använde två vanligt förekommande svamparter:
| Latinskt namn | Svenskt namn | Känd för |
|---|---|---|
| Pleurotus ostreatus | Ostronmussling | Ätlig svamp, ofta i mataffären |
| Trametes versicolor | Praktticka | Solfjäderformad svamp på fallna träd |
Båda arterna är billiga att odla, välundersökta och lättillgängliga — egenskaper som gör dem attraktiva för storskalig praktisk användning.
Så gick försöket med avloppsslam till
För studien samlade forskarna slam från ett vanligt reningsverk. Slammet berikades med nio vanliga psykoaktiva substanser, inklusive antidepressiva som citalopram och trazodon, så att de exakt kunde följa vad som hände med dessa föreningar.
Därefter lät de de två svamparterna växa direkt på slammet i upp till sextio dagar. Samtidigt körde de ett jämförelseförsök i flytande odlingsmedium utan slam, för att se hur nedbrytningen förlöpte under mer kontrollerade laboratorieförhållanden.
Med extremt känslig masspektrometri mätte de löpande hur mycket av varje läkemedelssubstans som fortfarande fanns kvar, och vilka nedbrytningsprodukter som uppstod under vägen.
Anmärkningsvärda resultat i riktigt slam
Båda svamparterna presterade imponerande. Var och en av dem bröt ner åtta av de nio undersökta ämnena i betydande grad. Borttagningsgraden sträckte sig från ungefär hälften till nästan fullständig försvinnande efter två månader.
Ostronmusslingens resultat var särskilt markanta: för flera antidepressiva låg nedbrytningen över 90 procent. I vissa fall gick nedbrytningen till och med snabbare i det verkliga slammet än i den flytande kulturen. Det understryker att försök i realistiska, ”smutsiga” miljöer är nödvändiga — det som fungerar i en ren laboratoriemiljö behöver inte fungera motsvarande i avloppsslam.
Ingen gömmetod — utan verklig avgiftning
En central fråga i den typen av studier är om behandlingen bara förskjuter problemet, eller om faran verkligen minskar. Svamparna kunde i princip bara lagra läkemedelssubstanserna i sin egen vävnad — och därmed fortfarande förorena den slambemängda jorden när svamparna dör.
Kemiska analyser visade emellertid att svamparna faktiskt bröt ner molekylerna. Forskarna observerade bildandet av mer än fyrtio olika nedbrytningsprodukter — ofta mindre och mer syrerika än de ursprungliga substanserna. Det är precis det reaktionsmönster man förväntar sig från vitrötesvamparnas enzymer.
Med hjälp av den amerikanska miljömyndighetens (EPA) riskverktyg bedömde de giftigheten hos de nya föreningarna. De flesta visade sig vara markant mindre skadliga än de ursprungliga läkemedelssubstanserna. Processen liknar därmed verklig avgiftning — inte bara en kamouflering av problemet.
Svampnedbrytning förhindrar inte bara spridning av de ursprungliga läkemedelsämnena, utan sänker sannolikt också den totala giftigheten hos slammet.
På väg mot storskalig användning: mykoaugmentering
Forskarna talar om mykoaugmentering: målinriktad användning av svampar som ett extra behandlingssteg i slambehandlingen. Eftersom dessa svampar redan trivs på trä och annat fast material passar de naturligt till avloppsslammets fasta konsistens.
I teorin kan ett slambehandlingsanläggning inrätta en separat hall eller container, där slammet under några veckor behandlas med svampar under kontrollerade förhållanden, innan det skickas till åkrarna. Energiförbrukningen förblir relativt låg — svamparna klarar själva nedbrytningsarbetet, så länge de får tillräckligt med syre och lite värme.
- Begränsat behov av extra infrastruktur
- Användning av arter som redan finns i naturen
- Potentiellt skalbart till befintliga reningsverk
- Möjlighet till samtidig nedbrytning av flera föroreningstyper
Frågor som fortfarande saknar svar
Innan lantbrukare på allvar kan börja använda ”svampslam” krävs ett antal ytterligare steg. Forskarna måste fastställa hur stabil processen är vid skiftande temperaturer, fuktnivåer och slamsammansättningar — faktorer som i praktiken varierar med årstid och region.
Vetenskapsmännen vill också kartlägga vad som händer med andra läkemedelskategorier som smärtstillande medel, hormoner och antibiotika. Möjligen kan samma svampar spela en roll här, men det måste testas ämnesgrupp för ämnesgrupp. Slutligen kräver storskalig användning tydliga regler: vilka restkoncentrationer är acceptabla, och hur länge måste slammet minimum utsättas för svamptillväxt?
Vad det betyder för miljö och folkhälsa
För invånare nära jordbruksområden och vattenförsörjningsbolag kan denna metod på sikt minska riskerna. Färre farmaceutiska rester i slam betyder mindre sannolikhet att dessa ämnen hamnar i ytvatten eller grundvatten — och mindre påfrestning på ekosystemen.
Vattenlevande organismer är särskilt sårbara för hormonstörande och psykoaktiva substanser. Fiskarter uppvisar ibland avvikande beteende eller fortplantningsproblem vid låga koncentrationer av vissa läkemedelsämnen. Varje extra steg som tar bort dessa ämnen innan de når naturen kan lätta på den påfrestningen.
För lantbrukare öppnar det perspektivet om en slamprodukt som inte bara tillför näring till jorden, utan även väcker mindre samhällsdebatt. I vissa regioner är användningen av avloppsslam nämligen under press, just på grund av oro kring läkemedelsrester och andra mikroföroreningar.
Vad är biosolider och vitrötesvampar egentligen?
Biosolider är i grunden slutprodukten av reningsslam, efter att vattnet har avlägsnats och sjukdomsframkallande mikroorganismer har reducerats. I Sverige och många europeiska länder förbränns slam oftare; i andra länder ligger fokus på återanvändning som gödsel. Debatten om vilken väg som är mest hållbar har pågått i åratal.
Vitrötesvampar utgör en specifik grupp svampar som ger trä en vitaktig missfärgning när de bryter ner lignin. Deras enzymsystem är så kraftfullt att det även kan angripa alla möjliga människoskapade kemiska föreningar — från färgämnen till bekämpningsmedel och nu alltså även läkemedelssubstanser. Den breda verkningsradien gör dem intressanta för ett antal miljöteknologier, från markrenare till avloppsvattenrening.
Idén om att hantera läkemedelsrester hemma med en bricka ostronmusslingar är än så länge science fiction. Processerna kräver exakt styrning och långvarig övervakning. Men studierna visar tydligt att levande organismer ofta är förvånansvärt effektiva för uppgifter som vi idag främst försöker lösa med dyr högteknologi.
