Oamenii de știință au descoperit o specie de bacterii capabile să descompună plasticul PET utilizat în mod obișnuit, dar rămân nesiguri de potențialele sale aplicații

nouă

Natura a început să lupte împotriva imenselor grămezi de murdărie aruncate în solurile, râurile și oceanele sale prin dezvoltarea unei bacterii care mănâncă plastic - prima cunoscută de știință.

Într-un raport publicat în revista Science, o echipă de cercetători japonezi a descris o specie de bacterii care pot rupe legăturile moleculare ale uneia dintre cele mai utilizate materiale plastice din lume - polietilen tereftalatul, cunoscut și sub numele de PET sau poliester.

Echipa de cercetători japonezi a cercetat sute de probe de poluare cu PET înainte de a găsi o colonie de organisme care utilizează plasticul ca sursă de hrană.

Alte teste au constatat că bacteriile au degradat aproape complet plasticul de calitate scăzută în decurs de șase săptămâni. Acest lucru a fost vorac în comparație cu alți agenți biologici; incluzând o bacterie înrudită, compost de frunze și o enzimă fungică descoperită recent cu un apetit pentru PET.

„Acesta este primul studiu riguros - se pare că a fost făcut cu multă atenție - pe care l-am văzut că arată că plasticul este hidrolizat [descompus] de bacterii”, a declarat dr. Tracy Mincer, cercetător la Woods Hole Oceanographic Institution.

Moleculele care formează PET sunt strâns legate, a spus prof. Uwe Bornscheuer într-un comentariu însoțitor din Science. „Până nu demult, nu se știa că există organisme care să o poată descompune”.

Într-o răsucire Gaian, examinarea genetică inițială a arătat că bacteriile, numite Ideonella sakaiensis 201-F6, ar fi putut evolua enzime specific capabile să descompună PET ca răspuns la acumularea de plastic în mediu în ultimii 70 de ani.

O astfel de evoluție rapidă a fost posibilă, a spus Enzo Palombo, profesor de microbiologie la Universitatea Swinburne, având în vedere că microbii au o capacitate extraordinară de a se adapta la mediul înconjurător. "Dacă puneți o bacterie într-o situație în care au o singură sursă de hrană de consumat, în timp se vor adapta pentru a face acest lucru", a spus el.

„Cred că vedem cum ne poate surprinde natura și până la urmă rezistența naturii în sine”, a adăugat Mincer.

Bacteriile au durat mai mult timp pentru a consuma PET extrem de cristalizat, care este utilizat în sticlele de plastic. Asta înseamnă că enzimele și procesele ar avea nevoie de rafinament înainte de a putea fi utile pentru reciclarea industrială sau curățarea poluării.

„Este dificil să descompunem PET-ul foarte cristalizat”, a spus prof. Kenji Miyamoto de la Universitatea Keio, unul dintre autorii studiului. „Rezultatele cercetării noastre sunt doar inițierea aplicației. Trebuie să lucrăm la atâtea probleme necesare pentru diverse aplicații. Durează mult ”, a spus el.

Imagine la microscopul electronic al unei suprafețe degradate a filmului PET după spălarea celulelor aderente. Inserția prezintă un film PET intact. Fotografie: Science Journal, Yoshida et. al.

O treime din toate materialele plastice ajung în mediul înconjurător și 8 milioane de tone ajung în ocean în fiecare an, creând acumulări mari de gunoi care sufocă viața.

PET reprezintă aproape o șesime din producția anuală mondială de plastic de 311 milioane de tone. În ciuda faptului că PET este unul dintre cele mai frecvent reciclate materiale plastice, Forumul Economic Mondial (WEF) raportează că doar puțin peste jumătate este colectat vreodată pentru reciclare și mult mai puțin ajunge să fie reutilizat.

Progresele în materie de plastic biodegradabil și reciclare oferă speranță pentru viitor, a spus Bornscheuer, „dar [acest lucru] nu ajută să scăpați de materialele plastice care se află deja în mediu”.

Cu toate acestea, potențialele aplicații ale descoperirii rămân neclare. Cea mai evidentă utilizare ar fi ca agent biologic în natură, a spus Palombo. Bacteriile ar putea fi pulverizate pe imensele grămezi de gunoi plutitoare care se construiesc în oceane. Această metodă este folosită în special pentru a combate deversările de petrol.

Această bacterie nu ar fi utilă pentru acest proces, deoarece consumă doar PET, care este prea dens pentru a pluti pe apă. Dar Bornscheuer a spus că descoperirea ar putea deschide ușa descoperirii sau fabricării agenților biologici capabili să descompună alte materiale plastice.

Palombo a declarat că descoperirea a sugerat că este posibil ca alte bacterii să fi evoluat deja pentru a face această treabă și pur și simplu trebuiau găsite.

„Nu aș fi surprins dacă probele de plastic din ocean ar conține microbi care cresc fericit pe acest material și ar putea fi izolați în același mod”, a spus el.

Dar Mincer a spus că descompunerea gunoiului oceanic vine cu pericole proprii. Materialele plastice conțin adesea aditivi care pot fi toxici la eliberare. WEF estimează că cele 150 de milioane de tone de plastic din prezent în ocean conțin aproximativ 23 de milioane de tone de aditivi.

„Resturile de plastic ar fi putut fi mai puțin toxice în întreaga formă nehidrolizată, unde ar fi fost în cele din urmă îngropate în sedimente la scară geologică”, a spus Mincer.

Dincolo de tratarea plasticului care deja afectează mediul, bacteriile ar putea fi utilizate în procesele industriale de reciclare.

„Cu siguranță, utilizarea acestor microbi sau enzime ar putea juca un rol în remedierea plasticului într-un reactor controlat”, a spus Mincer.

Echipa lui Miyamoto a sugerat că componentele benigne pentru mediu lăsate în urmă de bacterii ar putea fi aceleași din care este format plasticul. Dacă acest lucru ar fi adevărat și ar putea fi dezvoltat un proces care să le izoleze, Bornscheuer a spus: „Acest lucru ar putea oferi economii uriașe în producția de polimer nou, fără a fi nevoie de materii prime pe bază de benzină”. Potrivit WEF, 6% din producția globală de petrol este dedicată producției de materiale plastice.

Dar industria materialelor plastice a declarat că potențialul unui nou proces biologic care să înlocuiască sau să mărească procesul actual de reciclare mecanică este foarte mic.

„PET-ul este 100% reciclabil”, a spus Mike Neal, președintele Comitetului producătorilor de PET din Europa. "Mă aștept ca un sistem de biodegradare să necesite un proces de inginerie similar cu depolimerizarea chimică și, ca atare, este puțin probabil să fie viabil din punct de vedere economic", a spus el.