إكتشاف كائنات فطرية تأكل البلاستيك
مصر:إيهاب محمد زايد
اكتشف العلماء الفطريات في الفناء الخلفي التي يمكنها تكسير البلاستيك القوي في 140 يومًا فقط
ما يقرب من ثلث نفايات البلاستيك في العالم عبارة عن مادة البولي بروبيلين ، وهي مادة بلاستيكية صلبة تستخدم في صنع أغطية الزجاجات وحاويات الطعام التي يمكن أن تستغرق مئات السنين لتتحلل. ولكن الآن ، استخدم العلماء سلالتين من الفطريات الموجودة في التربة لتحطيم عينات معملية من مادة البولي بروبيلين في 140 يومًا فقط.
قام الفطرين ، Aspergillus terreus و Engyodontium ، بإعداد وجبة من البلاستيك في التجارب المعملية: تم التهام ما بين 25 و 27 بالمائة من العينات بعد 90 يومًا ، وتم تفكيك البلاستيك تمامًا بعد 140 يومًا ، حسبما أفاد الباحثون.
ووصف فريق العلماء الأسترالي الذي يقف وراء الدراسة ، بقيادة طالبة الدراسات العليا أميرة فرزانا صامات ، عملهم بأنه “نقطة انطلاق مهمة” في تصميم طرق بيولوجية عملية لمعالجة النفايات البلاستيكية.
قال المهندس الكيميائي بجامعة سيدني علي عباس لمراسل التكنولوجيا في هيئة الإذاعة الأسترالية داني تران: “إنه أعلى معدل تدهور تم الإبلاغ عنه في الأدبيات التي نعرفها (عن) في العالم”.
على الرغم من أنه قد يكون رقمًا قياسيًا في سرعة الفطريات ، إلا أن بكتيريا مضغ البلاستيك التي تم اكتشافها مؤخرًا في كومة السماد تمكنت من تحطيم 90 في المائة من مادة PET أو البولي إيثيلين تيريفثاليت ، في غضون 16 ساعة فقط. لكن القليل من المنافسة الصحية أمر جيد ؛ هذه هي الطريقة التي يعمل بها التطور.
تم العثور حتى الآن على أكثر من 400 من الكائنات الحية الدقيقة التي تتحلل من البلاستيك بشكل طبيعي ، حيث تجذب الفطريات قدراً لا بأس به من الاهتمام لتعدد استخداماتها وقدرتها على تحطيم جميع أنواع الركائز الاصطناعية بتركيبة قوية من الإنزيمات.
يوضح عالم الأحياء المجهرية دي كارتر من جامعة سيدني: “تشير الدراسات الحديثة إلى أن بعض الفطريات قد تؤدي إلى تدهور بعض” المواد الكيميائية إلى الأبد “مثل PFAS ، لكن العملية بطيئة وغير مفهومة جيدًا حتى الآن”.
على المستوى الكيميائي الأساسي ، البلاستيك عبارة عن سلسلة من ذرات الكربون مزينة بسلاسل جانبية مختلفة تعطي كل نوع من البلاستيك خصائصه الخاصة. من الناحية النظرية ، يجب أن تكون إعادة تدوير البلاستيك سهلة مثل فصل الوحدات الفرعية المتكررة التي تشكل البلاستيك وإعادة تجميعها في شيء جديد.
ولكن هناك العديد من الأنواع المختلفة من البلاستيك التي عندما يتم خلطها معًا وخلطها مع مواد أخرى كنفايات ، يكون من المستحيل عمليًا فصلها وإعادة تدويرها. يتم حرق معظم النفايات البلاستيكية أو التخلص منها في مكب النفايات.
يقول عباس: “نحن بحاجة إلى دعم تطوير تقنيات إعادة التدوير التخريبية التي تعمل على تحسين دائرية البلاستيك ، وخاصة تلك التقنيات التي تحركها العمليات البيولوجية”.
أظهرت التجارب المعملية أنه يمكن للفطرين معًا تحلل الحبيبات والأغشية الرقيقة من البولي بروبلين ، جنبًا إلى جنب مع صفائح البولي بروبيلين المطلية بالألمنيوم.
في حين أن الباحثين لا يعرفون حتى الآن كيف بالضبط هضمت الفطريات البلاستيك – يمكن أن يكون هذا هو محور البحث المستقبلي – فإن التفكير هو أن الفطريات تحلل المواد مثل البلاستيك إلى جزيئات أبسط يمكن أن تمتصها أو تفرزها بعد ذلك.
تتطلب الطريقة خطوة معالجة مسبقة إما باستخدام ضوء الأشعة فوق البنفسجية أو الحرارة أو الكاشف الكيميائي لإضعاف مادة النفايات حتى تتمكن الفطريات من مهاجمتها. تحاكي هذه الخطوة الظروف البيئية اللازمة للفطريات لتلتصق بالبلاستيك وتفتحه وهي مصممة لجعل عملية التحلل أكثر كفاءة.
يقول عباس إن طريقتهم يمكن توسيع نطاقها مثل أي عملية تخمير ، لكنه يضيف أن فريقه لم يقم بعد بتحسين الظروف التجريبية للعمل على المستويات الصناعية. كما يقول إن هذه الطريقة ليست بديلاً عن الجهود المبذولة لتقليل النفايات البلاستيكية.
يتمثل أحد القيود المتوقعة الشائعة بين الميكروبات التي تعمل على طحن البلاستيك في أنها تكافح من أجل تحلل أشكال أكثر بلورية من البلاستيك المستخدم في المنتجات التجارية بالإضافة إلى أنواع أخرى من النفايات البلاستيكية.
تشمل الخطوات التالية للباحثين بناء نموذج أولي على الطاولة ، واختبار التعديلات لتسريع العملية ، وتقييم الجدوى الاقتصادية والتأثير البيئي لاستخدام طريقتهم على المقاييس التجارية.
ومع ذلك ، غالبًا ما يكون طريقًا وعرًا من التجربة على طاولة المختبر إلى تطوير منتج جاهز تجاريًا.
آخر مرة سمعناها في عام 2015 ، كان الباحثون وراء نموذج أولي لجهاز يشبه الجرم السماوي يسمى Fungi Mutarium – الذي يحول النفايات البلاستيكية إلى منتج آمن وصالح للأكل باستخدام نوعين من الفطريات – يواصلون عملهم لتسريع عملية التحلل.
في الآونة الأخيرة ، كان العلماء منشغلين في إيجاد طرق لصنع بلاستيك حيوي مفيد من الهواء ، وإنتاج مواد بلاستيكية قابلة لإعادة التدوير من مواد فائقة الجودة.
الغراء بدلاً من النفط الخام ، وإعادة تحويل البوليمرات البلاستيكية إلى وقود سائل.
ستحتاج هذه الاكتشافات المثيرة إلى المزيد من العمل إذا كانت ستحدث تأثيرًا فعليًا في الكميات الهائلة من النفايات البلاستيكية التي تتراكم بسرعة.
تم نشر البحث في npj: “تدهور المواد”.
May be an image of drink
Like
Comment
Share
