F'dawn l-aħħar snin, in-nies huma aktar u aktar konxji tal-importanza tal-ambjent ekoloġiku, u jirrealizzaw li l-iżvilupp ekonomiku ma jistax jinkiseb akkost ta 'l-ambjent ekoloġiku, minħabba li l-ambjent naturali huwa l-bażi materjali għas-sopravivenza u r-riproduzzjoni tal-bniedem, u l-protezzjoni u t-titjib tal-ambjent naturali huwa l-prerekwiżit għas-sopravivenza u l-iżvilupp tal-bniedem.
Skond studju ppubblikat f'rapporti xjentifiċi fid-19 ta 'Marzu 2020, ftuħ ta' imballaġġ tal-plastik (bħal basktijiet u fliexken tal-plastik taċ-ċikkulata) fix-xogħol ta 'kuljum jista' jipproduċi ammont żgħir ta 'partiċelli żgħar tal-plastik inqas minn 5mm twal, jiġifieri mikro-plastik.
Fil-preżent, ir-riċerka għadha mhix ċara dwar ir-riskji u t-tossiċità possibbli li jġibu magħhom u kif dawn jiġu assorbiti mill-bnedmin, u r-riċerka li jmiss hija meħtieġa għall-bnedmin.
Mir-riċerka ta 'hawn fuq, il-plastik ta' kuljum jista 'jġib mikro-plastik li jista' jkun ta 'ħsara għas-saħħa. Madankollu, hemm aktar kontroversja dwar il-plastik.
Illum, se nkunu qed nitkellmu dwar ir-relazzjoni bejn il-plastik u l-mikroorganiżmu, wieħed mit-tniġġis ambjentali ewlieni, u niddiskutu kif tuża l-mikroorganiżmu biex issolvi l-problema tat-tniġġis tal-plastik. Huwa ttamat li din id-dokument tagħti xi ispirazzjoni għall-industriji rilevanti u l-prattikanti xjentifiċi u teknoloġiċi u tfakkar lill-qarrejja biex jagħtu attenzjoni għall-protezzjoni ambjentali.
Vantaġġi u żvantaġġi tal-plastik
Fis-snin ħamsin, bil-miġja ta '"l-era tal-plastik", it-teknoloġija tal-kostruzzjoni għaddiet minn bidliet tremendi. L-iżvilupp tal-industrija tal-fjuwils fossili ġab firxa wiesgħa ta 'plastik, minn materjali ta' insulazzjoni għal materjali mekkaniċi għal kisi, kull tip ta 'materjal inbidel. Illum, il-plastik għadu parti kullimkien ta 'kull komponent tal-bini.
Mhux biss arkitettura, huwa attwalment plastik kullimkien. Il-plastik jista ’jinstab fil-ħwejjeġ li nilbsu, fid-djar li ngħixu fih u fil-karozzi li nsuqu. Il-plastik jista ’jinstab ukoll fit-TV li naraw, fil-kompjuters li nużaw u fl-għodda li nużaw. In-nies jużaw prodotti tal-plastik f'diversi postijiet biex jagħmlu l-ħajja aktar konvenjenti, aktar sikura u pjaċevoli.
Imma fil-fatt, il-materja prima tal-plastik ġej prinċipalment miż-żejt jew il-gass naturali, u dan jikkawża ħafna problemi. Pereżempju, ir-riżorsi taż-żejt huma limitati ħafna. Pereżempju, fil-proċess ta 'estrazzjoni taż-żejt u raffinar, huwa faċli ħafna li tikkawża tniġġis. Minbarra t-tniġġis standard ikkawżat mill-proċess tal-minjieri u l-irfinar, hemm il-potenzjal għal inċidenti ta 'ħsara ekoloġika kbira bħalma huwa t-tixrid massiv taż-żejt tul il-Kosta tal-Golf fl-2010.
Min-naħa l-oħra, kimiċi tossiċi jinħelsu matul il-produzzjoni tal-plastik. Ħafna kimiċi ta 'ħsara se jiġu prodotti flimkien mal-manifattura tal-plastik, u mbagħad inevitabbilment se jidħlu u jeqirdu l-ekosistema tagħna permezz ta' ilma, ħamrija u arja. Ħafna minn dawn il-kimiċi huma sustanzi organiċi persistenti li jniġġsu, waħda mill-iktar tossini distruttivi fid-dinja.
Barra minn hekk, il-plastik huwa diffiċli biex jiddegrada. Xi boroż u fliexken tal-plastik jistgħu jgħaddu minn mijiet, eluf, jew saħansitra miljuni ta 'snin mingħajr degrad, minħabba li ħafna mikro-organiżmi fin-natura ma jużawx il-plastik bħala ikel, u għalhekk ma jiddekomponuxh.
Madankollu, xi mikrobi ġodda skoperti riċentement jistgħu jgħinuna nsolvu din il-problema.
Batterji ġodda jgħinu lill-plastik jiddegrada
Il-polistirene huwa l-komponent ewlieni ta 'prodotti tal-plastik li jintremew bħal tazzi li jintremew, oġġetti tal-mejda, ġugarelli u materjali tal-ippakkjar. Fil-preżent, il-produzzjoni u l-konsum tal-polistirene f'diversi industriji qed jiżdiedu b'mod esponenzjali, u dan joħloq theddida kbira għall-ambjent, u l-effiċjenza baxxa tal-użu tal-iskart tiggrava din il-problema.
Skont l-istatistiċi tan-Nazzjonijiet Uniti, madwar 300 miljun tunnellata ta ’skart tal-plastik jiġu prodotti kull sena fid-dinja, madwar 10% biss huma riċiklati. Huwa stmat li l-Indja tikkonsma madwar 16.5 miljun tunnellata ta ’plastik fis-sena. AIPMA tistma li l-industrija tal-plastik tipproduċi madwar 14-il miljun tunnellata ta 'polistirene, li kollha mhumiex degradabbli.
Riċentement, il-Prim Ministru tal-Indja ħabbar li sal-2022, prodotti tal-plastik li jintremew ma jibqgħux jintużaw fl-Indja, li jammontaw għal ħamsa mill-prodotti tal-plastik kuljum, u għalhekk din l-inizjattiva se tkun ta ’sinifikat kbir fl-Indja.
Riċentement, madankollu, it-tim ta 'Richa priyadarshini mix-SHIV nadar University fl-Grand Noida, Uttar Pradesh, l-Indja, skopra żewġ tipi ta' batterji "tal-plastik li jittieklu" mill-art niedja f'Gran Noida, li tista 'tipprovdi alternattiva ambjentali biex issolvi l-kriżi tat-tniġġis tal-plastik.
Iż-żewġ batterji iżolati mit-tim huma r-razza exiguobacterium dr11 u r-razza exiguobacterium undae dr14. Ir-riċerka turi li għandhom il-potenzjal li jiddekomponu l-polistirene.
"Id-dejta tagħna turi l-fatt li l-batterji estremi, exiguobacterium, jistgħu jiddegradaw il-polistirene u jistgħu jintużaw aktar biex inaqqsu t-tniġġis ambjentali kkawżat mill-plastik," qal priyadarshini
"L-artijiet mistagħdra huma wieħed mill-aktar ħabitats differenti għall-mikro-organiżmi, iżda huma relattivament mhux esplorati," qalet priyadarshini. Għalhekk, dawn l-ekosistemi huma postijiet ideali biex jiżolaw il-batterja b'applikazzjonijiet bijoteknoloġiċi ġodda. "
Il-polistirene għandu piż molekulari għoli u struttura twila tal-polimeru tal-katina, u għandu prestazzjoni tajba kontra d-degradazzjoni. Huwa għalhekk li jippersistu fl-ambjent, skond riċerka ppubblikata fil-ġurnal RSC.
It-tim sab li meta ż-żewġ batterji iżolati ġew f'kuntatt mal-plastik (polistirene), użawha bħala sors tal-karbonju u użawha biex tagħmel bijofilms. Dan ibiddel il-proprjetajiet fiżiċi tal-polistirene u jibda proċess ta 'degradazzjoni naturali. Imbagħad, il-batterji jistgħu jeqirdu l-katina tal-polimeru billi jirrilaxxaw idrolase.
Fil-preżent, it-tim qed jipprova jevalwa l-proċess metaboliku ta 'dawn is-siltiet sabiex jużahom fil-bijoremedjazzjoni ambjentali.
"Meta konna qed nagħmlu riċerka xjentifika fuq l-artijiet niedja tal-kampus, aħna bi żball sibna batterji f '" plastik li jittieklu, "" qal il-viċi president ta' SHIV nadar fl-Università ta 'SHIV. Din hija soluzzjoni relattivament ideali biex tkisser id-degradazzjoni naturali tal-plastik u twettaq il-bijodegradazzjoni. "
Priyadarshini żied jgħid: "biss esplorajna ż-żona għall-ewwel biex nifhmu l-ispeċi tal-batterja f'dawn iż-żoni, iżda eventwalment iżolajna ħafna speċi ta 'batterji b'użi uniċi."
Hija rrimarkat li bl-iskoperta ta 'razez ġodda bijodegradabilità tal-plastik, jistgħu jiġu skoperti wkoll enzimi ġodda u mogħdijiet metaboliċi potenzjali, li jikkontribwixxu għall-bijodijmedjazzjoni futura.
Ir-riċerkaturi jindikaw li ż-żewġ batterji jistgħu jibnu bijofilm fuq il-wiċċ tal-polistirene. Biofilm hija ġabra ta 'ċelloli batteriċi, fil-forma ta' komunità ta 'aggregazzjoni, biex tinkiseb densità għolja ħafna taċ-ċelluli, li twassal biex enzimi li jiddegradaw il-polimeru jkollhom rwol aktar b'saħħtu.
Priyadarshini qal: "Il-polistirene huwa diffiċli biex tiddegrada. Qabel il-bijodegradazzjoni, hija meħtieġa xi forma ta 'trattament minn qabel, bħal kimika, termali u fotooxidazzjoni."
Dr11 u dr14 jistgħu mhux biss jiffurmaw bijofilm fuq polistirene mhux trattat, iżda wkoll jiddegradaw plastik mhux modifikat.
Priyadarshini qal ukoll: "f'dawn l-aħħar snin, id-dipendenza tan-nies fuq prodotti tal-plastik żdiedet ħafna, u dan wassal għal ammont kbir ta 'akkumulazzjoni tal-plastik fl-ambjent u għandu impatt negattiv fuq l-ekosistema. Għalhekk, in-nies għandhom bżonn metodi sostenibbli ta' degradazzjoni tal-plastik. "
Minbarra li tipprova tiddegrada l-plastik, hemm ħafna nies li qed ifittxu materjali ġodda li jistgħu jissostitwixxu l-plastik u jiddegradawhom.
Mix-xellug għal-lemin: Anne Schauer Gimenez, Allison pieja u Molly Morse ta 'materjali tal-mango. Maġenbhom hemm it-tank tal-fermentazzjoni tal-bijopolimeru tal-impjant tat-trattament tad-drenaġġ qrib il-Bajja ta 'San Francisco, li jipprovdi lill-batterja bil-metan li għandhom bżonn biex jipproduċu bioplastiċi. Sors tar-ritratti: Chris Joyce / NPR
Bijopolimeri li jissostitwixxu l-plastik
Start-up Silicon Valley qed jipprova jestratta plastik mill-ħwejjeġ u mbagħad iżid xi ħaġa oħra, polimeru bijodegradabbli li jissostitwixxi l-plastik.
Polimeru huwa molekula tal-katina twila magħmula minn bosta unitajiet istess. Dan it-tip ta 'materjal spiss ikun aktar fit-tul u elastiku. Il-plastik huwa polimeru magħmul minn prodotti taż-żejt. Madankollu, fin-natura, bijopolimeri bħal ċelluloża fl-injam jew ħarir ta 'dud tal-ħarir spiss jidhru. Dawn huma differenti mill-plastik billi jistgħu jiġu dekomposti f'sustanzi naturali.
Molly Morse tittama li tagħmel bijopolimeri li jistgħu jissostitwixxu xi plastiks. Hija tmexxi kumpanija żgħira msejħa materjali mango. Mango huwa l-frott favorit tagħha. Hija tittama li l-isem tal-kumpanija tagħha sejjer differenti minn kumpaniji tat-teknoloġija l-oħra fiż-żona tal-bajja.
"Aħna mhux startjar tipiku ta 'Silicon Valley, aħna qed nipproduċu polimeri f'impjant ta' trattament tal-ilma mormi, aħna mhux mazz ta 'nies li jikkodifikaw f'garaxx," qal Morse
Allura, kif tagħmel bioplastiċi fi impjant tat-trattament tad-drenaġġ?
Morse qalet li bdiet meta kienet fl-iskola primarja. Hija marret f'akkwarju u stumbled fuq esibizzjoni, simulazzjoni ta 'trash tal-plastik li jżomm f'wiċċ l-oċean.
Hija fakkret: "hemm struttura ta 'ħut super enormi bħal qxur tal-arzella, l-istess bħal plastiks tal-fowm McDonalds. Kont sorpriż, kompletament imbeżża'. Din il-wirja biddlet ħajti. Naħseb li hija redikola. Irrid nibdilha."
Bħala riżultat, Morse segwa l-ħolma tiegħu u kiseb il-Ph.D. fl-inġinerija ambjentali mill-Università ta ’Stanford. Waqt konferenza tax-xjenza fl-2006, iltaqgħet ma 'inġiniera oħra oħra, Anne Schauer Gimenez. "Ma naħsibx li se nibdew nitkellmu dwar kif nagħmlu dan sal-ħabta tal-4 ta 'filgħodu," Schauer - Gimenez qal
Il-proċess huwa li tuża batterji biex jagħmlu bijopolimeri.
Uħud mill-batterji jistgħu jitimgħu bil-metan u jagħmlu l-bijopolimeri tagħhom stess, speċjalment jekk treddahom tajjeb, huma jipproduċu u jakkumulaw aktar bijopolimeri. "Jekk ikollna xaħam milli niekol ġelat jew ċikkulata żejda, allura x-xaħam f'ġisimna se jkabbar, u l-batterja hekk ser," jispjega Morse
Biex tagħmel il-bijopolimeri, il-batterji għandhom bżonn ħafna ikel. Kien għalhekk li materjali tal-mango bnew sit fi impjant tat-trattament tad-drenaġġ imsejjaħ ilma nadif Silicon Valley f'Redwood, California, qrib San Francisco Bay. Il-kumpanija hija appoġġata minn istituzzjonijiet bħall-Fondazzjoni Nazzjonali tax-Xjenza.
L-impuritajiet fid-drenaġġ, jew għall-inqas il-gass tal-metan mid-drenaġġ, huma ikel tal-batterja. L-impjanti tat-trattament ġeneralment jaħarqu l-metanu jew iħalluh direttament fl-arja. Il-metan huwa gass serra qawwi, meta jiġi mormi fl-atmosfera, se jikkawża tisħin globali. Materjal tal-mango jgħaddih għall-batterja.
Dan il-proċess jitlesta f'tank ta 'fermentazzjoni, li huwa ħdejn tank kbir tal-azzar mimli drenaġġ. L-inġinier Mango Allison pieja wera l-invenzjoni tagħhom: jidher qisu barmil kbir tal-birra b'tubu fih, bħal qatra fil-vina. "Dan huwa fejn iseħħu mirakli," qalet
"Aħna dejjem inżid il-metan u l-ossiġenu fil-fermentatur u nħallu s-'zalza sigrieta' tagħna fil-fermentatur skond il-mod kif il-batterja tikber," qal Allison pieja, mikrobijologu fil-mango
"Zalza sigrieta" huwa addittiv żviluppat mit-tim biex iżomm dan il-proċess.
Eventwalment, meta l-batterja kienet ġiet imsemmna, it-tim fetaħ il-fermentatur biex jikseb bijopolimeri. Huma jinxfu u jibdlu f'ballun.
S'issa, bagħtu kważi 2000 libbra ta 'bijopolimeri lil kumpaniji interessati. Is-suq ewlieni fil-mira tagħhom huwa t-tessuti, għalkemm jgħidu li l-bijopolimeri jistgħu jintużaw ukoll għall-imballaġġ.
Dawn il-bijopolimeri jistgħu jintużaw biex jipproduċu ħjut tal-ħarir ikkuluriti li jidhru u jħossuhom bħal "plastiks" bħal fibri tal-poliester. Huwa ttamat li dan il-bijopolimeru jkun minsuġ fl-ilbies biex jissostitwixxi l-plastik fit-tessuti.
Komma tal-ħwejjeġ magħmula minn bijopolimeru. It-tim tal-Mango qed jaħdem ma 'bosta kumpaniji biex jittestja l-effikaċja tal-bijopolimeri tagħhom fuq it-tessuti. Kreditu tal-immaġini: Chris Joyce / NPR
Żvantaġġi tal-bijopolimeri
Schauer-Gimenez qal li ħwejjeġ bħal dawn ikunu degradabbli, u dan jibża 'lin-nies: "Oh my gosh, qed tippjana li tagħmel swimsuit bil-materjali tiegħek? Jien sejjer lejn l-oċean, se biodegrade għalija l-Korp!" Għedt, "Le, le, mhuwiex hekk. ""
Biex tiddegrada, il-bijopolimeri għandhom bżonn it-temperatura u l-batterji korrispondenti biex jiddiġerixxuhom, u l-proċess ta 'degradazzjoni jeħtieġ espożizzjoni kontinwa għal ġimgħat jew xhur. Morse jirrikonoxxi li se jieħu iktar żmien jekk il-kundizzjonijiet ma jkunux xierqa, bħal pereżempju fid-deżert niexef tal-Arizona jew fil-qiegħ tal-oċean.
Dan huwa żvantaġġ tal-bijopolimeri s'issa, u xi bijodegradazzjoni mhix daqshekk mgħaġġla kif wiegħed.
John Weinstein, professur tal-bijoloġija fl-Università Castle ta 'South Carolina, poġġa basktijiet magħmula minn polimeru tal-qamħirrun fl-artijiet niedja u sab li jiddegradaw aktar bil-mod minn basktijiet tal-plastik ordinarji. "Inti ħloqt materjal ġdid, imma kif waqa '? Kont sorpriż," qal il-bioplastiku.
"Huwa kollox dwar kondizzjonijiet ambjentali," qal Ramani Narayan, inġinier kimiku u espert tal-bioplastiċi fl-Università ta 'l-Istat Michigan. "Iktar ma tkun il-bijodegradazzjoni, iktar ma jkun hemm l-iskart. Matul dan il-perjodu, se jkollu impatt negattiv serju fuq l-ambjent. Impatt, din hija xi ħaġa li teħtieġ konsiderazzjoni bir-reqqa."
It-tim tal-Mango Materials jgħid li l-materjal tagħhom huwa bijopolimeru fil-forma ta 'polyhydroxyalkanoate jew PHA. B'differenza mill-biċċa l-kbira tal-bijopolimeri, ma teħtieġx riċiklaġġ. Taħt kondizzjonijiet xierqa, ikun lest fi żmien xahrejn. Jista 'jkun bijodegradat. Il-prodotti tagħhom bħalissa għaddejjin minn testijiet indipendenti biex jikkonfermaw dan.
Morse jirrikonoxxi li għad fadal ħafna xogħol biex titwitta t-triq għall-bijopolimeri. Hija ħeġġet lin-nies biex jużaw inqas plastik u jerġgħu jużaw oġġetti minflok ma jitfgħuhom. Imma hi qed issegwi l-ħolma tat-tfulija tagħha - li ssib xi ħaġa aħjar mill-plastik.
"Aħna mhux se nagħmlu dan sakemm ma nkunux konvinti li din hija soluzzjoni għal problema globali enormi."
Tniġġis mill-plastik: kif issolviha?
Fil-preżent, il-plastik għadu essenzjali f'ħajjitna, iżda minħabba d-degradazzjoni bil-mod tagħha, wasslet għal serje ta 'tniġġis ambjentali. Biex issolvi din il-problema, għandna bżonn inkunu kapaċi nirriċiklaw il-plastik f'ħajjitna.
It-tieni, bl-iżvilupp tax-xjenza u t-teknoloġija, in-nies jistgħu jsibu modi kif inaqqsu t-tniġġis jew jipproduċu bijomaterjali ġodda minflok il-plastik mill-mikroorganiżmi fin-natura.
Ma jimpurtax b'liema mod, huwa importanti li tmexxi l-ambjent u l-iżvilupp tal-bniedem.
