يستخدم الباحثون البكتيريا للتحلل الحيوي للبلاستيك البحري
محيطاتنا تغرق في البلاستيك. ينتهي ما لا يقل عن 14 مليون طن من البلاستيك في المحيط كل عام ، ويشكل البلاستيك الآن حوالي 80 في المائة من جميع التلوث البحري. بواسطة 2050، فإن المواد البلاستيكية البحرية سوف تفوق الكتلة الإجمالية للأسماك في محيطات العالم.
يعمل فريق من الباحثين في جامعة كاليفورنيا سانتا باربرا (UCSB) على إيجاد حل: استخدام الطبيعة لإنتاج مواد بلاستيكية قابلة للتحلل.
يوضح عالم الأحياء الدقيقة البحرية بجامعة كاليفورنيا في سان فرانسيسكو أليسون سانتورو قائلاً: "إننا نتطلع إلى صنع مادة بلاستيكية حيوية تتحلل في المحيط" Marine Industry News. "هدفنا الأولي هو استكشاف استخدام هذه المواد في مجسات المحيطات القابلة للاستهلاك."
يتم نشر أجهزة استشعار لعلوم المحيطات في المحيط من قبل الشركات ومعاهد البحوث لمراقبة أي شيء من درجة حرارة المحيطات والملوحة إلى مستويات المد والجزر والطقس. على الرغم من نشر العديد من أجهزة الاستشعار كل عام ، إلا أنه من الأكثر فعالية من حيث التكلفة للشركات والمؤسسات ألا تحاول استرجاعها وإنشاء أجهزة جديدة بدلاً من ذلك.
تتعاون سانتورو مع ميليسا أوماند من جامعة رود آيلاند وآن ماير من جامعة روتشستر وشركة البلاستيك الحيوي مواد المانجو لفحص الميكروبات التي وجد أنها تكسر البلاستيك.
يقول سانتورو (في الصورة على اليسار): "الكائنات الحية التي تحلل المادة المحددة التي نعمل معها - بولي هيدروكسي بوتيرات أو PHB - تحدث بشكل طبيعي في المحيط".
تختلف هذه المادة عن معظم المواد البلاستيكية القائمة على البترول من حيث أنها مادة تصنعها بعض البكتيريا بشكل طبيعي كطريقة لتخزين الطاقة. وبالمثل ، طورت بعض البكتيريا طريقة لتفكيك هذه المادة نفسها كمصدر للغذاء والطاقة ".
في حين أن المواد البلاستيكية التي توصف بأنها "قابلة للتحلل الحيوي" متوفرة في السوق الشامل ، إلا أنها مصممة بحيث تتحلل في درجات حرارة عالية نسبيًا في منشآت التسميد الصناعي.
يقول سانتورو: "تبلغ درجة حرارة معظم المحيط حوالي 4 درجات مئوية ، ويمكن أن تستمر هذه المواد لعقود أو أكثر هناك". "لذلك نحن نستكشف استخدام PHB جنبًا إلى جنب مع البكتيريا التي تحدث بشكل طبيعي والتي تحلل PHB لتصميم مادة قابلة للتحلل البيولوجي حقًا في المحيط."
من المفهوم أن المشروع هو الأول. نجح بعض الباحثين في دمج إنزيمات في بعض المواد البلاستيكية لتعزيز تحللها ، ولكن تم اختبار هذا فقط في البيئات الأرضية. وبقدر ما أعلم ، نحن أول من اكتشف هذا على وجه التحديد للتطبيقات البحرية ، "يقول سانتورو.
بينما تشير سانتورو إلى أن الأدوات والمستشعرات الأوقيانوغرافية تمثل جزءًا "صغيرًا تمامًا" من مشكلة التلوث البلاستيكي الشاملة ، فإنها تقول إنه من المنطقي استهداف هذه المجتمعات لتصبح "المتبنين الأوائل" للخيارات القابلة للتحلل البيولوجي. "نأمل أن تتخلل التكنولوجيا الصناعات الأخرى."
تقول الأستاذة المساعدة في جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس إنها واثقة من قدرة فريقها على تطوير العديد من المواد المختلفة القابلة للتحلل حقاً في المحيط. "يتمثل التحدي الآن في العثور على التطبيقات المناسبة ، حيث يتماشى التحمل المطلوب للمنتج مع عمر المادة وحيث يمكن للمصنعين دفع مبلغ إضافي قليلاً مقابل خيار قابل للتحلل."
حصلت سانتورو وفريقها حتى الآن على منحة "المرحلة الأولى" ، والتي ستستمر لمدة عام ، وتنتهي في أكتوبر. "في هذه المرحلة ، يتعلق الأمر بدرجة أكبر بدراسة جدوى. إذا نجحنا في الحصول على جائزة المرحلة الثانية ، فسنستمر في المزيد من المنتجات القابلة للاستخدام في السنوات 3-5 التالية "، كما تقول.
في حين أنه من المثير أن نتخيل الميكروبات تكسر اللدائن البحرية بشكل غير ضار ، يوضح سانتورو أن هذه النتائج لا تمثل بديلاً لتقليل النفايات في المقام الأول.
"أعتقد أن [هذا المشروع] هو مجرد جزء واحد مما يجب أن يكون نهجًا متعدد الجوانب ؛ واحد من شأنه أن ينطوي بشكل مثالي على استخدام قدر أقل من البلاستيك للبدء به ، كما تقول.
