Стремительная урбанизация, рост населения, неустойчивое производство продуктов питания и изменение климата оказывают беспрецедентное давление на водные ресурсы, что привело к глобальному водному кризису. Устойчивое управление водными ресурсами и их повторное использование имеют первостепенное значение для обеспечения общественного, экономического и экологического благополучия.

Стойкие химические загрязнители, образующиеся в результате бытовых и промышленных процессов, не поддаются традиционной очистке сточных вод и препятствуют их безопасному повторному использованию. Когда сточные воды попадают в реки, они в конечном итоге оказываются в водохранилищах, системах орошения и пополнения водоносных горизонтов. Затем эти химические загрязнители попадают в пищевую цепочку и водоснабжение человека, оказывая негативное влияние на здоровье примерно 92 млн. человек в год.

Ученые и инженеры разработали метод использования дафний для масштабируемого недорогого и низкоуглеродного способа удаления фармацевтических препаратов, пестицидов и промышленных химикатов из сточных вод. Такой подход позволяет избежать образования токсичных побочных продуктов, обычно связанных с существующими технологиями.

Исследователи разработали технологию, позволяющую встраивать популяции водяных блох в очистные сооружения. Уникальность технологии заключается в отборе штаммов на основе их устойчивости к химическим веществам, которые исследователи «воскрешают» из прошлой среды.

Результаты исследования, опубликованные в журнале Science of the Total Environment, демонстрируют работу международной группы исследователей под руководством Бирмингемского университета. Они демонстрируют эффективность удаления диклофенака (фармацевтического препарата), атразина (пестицида), мышьяка (тяжелого металла) и PFOS (промышленного химиката) четырьмя тщательно отобранными штаммами водяной блохи.

Старший автор работы профессор Луиза Орсини (Luisa Orsini) из Бирмингемского университета (University of Birmingham) прокомментировала: «Глубокое понимание биологии водяной блохи позволило нам разработать технологию третичной очистки сточных вод, вдохновленную природой. Она позволяет очищать городские сточные воды и сохранять экологическое здоровье наших рек.

«Удивительная способность водяной блохи оставаться в спящем состоянии на протяжении столетий позволяет ученым возрождать дремлющие популяции, пережившие различное историческое давление загрязнения. Используя эту особенность, исследователи вывели штаммы с различной толерантностью к химическим загрязнителям и включили их в технологию».

Соавтор исследования доктор Мохамед Абдалла из Бирмингемского университета сказал: «Наша технология может улучшить качество сточных вод, удовлетворяя текущим и будущим нормативным требованиям для получения многократно используемой воды, пригодной для орошения, промышленного применения и бытового использования. Предотвращая попадание стойких химических веществ в водотоки, мы также можем предотвратить загрязнение окружающей среды».

Соавтор работы профессор Карл Дирн, также представляющий Инженерную школу Бирмингемского университета, сказал: «Мы поместили этих замечательных водяных блох в специальные устройства для очистки сточных вод перед их окончательным выпуском. После внедрения наша технология в значительной степени сохраняет свою работоспособность, что объясняется способностью водяных блох к клональному размножению».

Ведущий автор работы, аспирант Бирмингемского университета Мухаммад Абдуллахи добавил: «Эта новая технология, вдохновленная природой, представляет собой потенциально революционный процесс устойчивого удаления стойких химических загрязнителей из сточных вод. Предотвращая сброс этих химических веществ, мы можем защитить окружающую среду и биоразнообразие».