نابودی پلاستیک‌ها با کمک کرم‌ها

بسیاری از زباله‌های پلاستیکی دنیا از موارد بزرگ گرفته تا ذرات میکروپلاستیکی، به اقیانوس‌ها ختم می‌شوند؛ جایی که ممکن است صد‌ها سال دست‌نخورده باقی بمانند. درست است که این زباله‌ها با تأثیر منفی روی گونه‌های جانوری و آبزی، محیط زیست را به‌شدت تحت‌تأثیر قرار می‌دهند، اما به دلیل استفاده بشر از غذا‌های دریایی، درنهایت آسیب وارده متوجه انسان‌ها خواهد شد. طبق آخرین آمار‌های ارائه شده، سالانه بیش از ۱۲میلیون تن زباله پلاستیکی وارد اقیانوس‌های جهان می‌شود و از این‌رو، سازمان ملل متحد آن را بحران سیاره‌ای عنوان کرده است. اما پژوهشگران به‌تازگی با مطالعه روی گونه‌ای از کرم‌ها موفق به تخریب پلاستیک شده‌اند؛ در صورتی که این راه‌حل به سرانجام برسد، می‌توانیم کمی بیشتر به آینده این کره خاکی امیدوار باشیم.

حوضه مدیترانه‌ای نیمه‌محصور از آلوده‌ترین نقاط دنیا از نظر آلودگی‌های پلاستیکی دریایی است. برآورد‌ها نشان می‌دهد ۹۴درصد از آلودگی‌های پلاستیکی که وارد حوضه مدیترانه‌ای می‌شود در قالب ماکروپلاستیک‌ها هستند، اما نمی‌توان اهمیت میکروپلاستیک‌ها را نیز در آلوده کردن محیط زیست نادیده گرفت.

مهم‌ترین منابع زمینی میکروپلاستیک‌ها شامل ورقه‌های پلی‌اتیلن کشاورزی است که بر اثر هوازدگی جامدات زیستی و لجن فاضلاب از تصفیه‌خانه‌های فاضلابی و آب خاکستری حاصل از شست‌وشوی لباس‌های ساخته شده از الیاف مصنوعی خرد شده و وارد منابع آبی می‌شود. فاضلاب ورودی به سیستم‌های تصفیه آب شهری دارای ریزالیاف منسوجات، میکروپلاستیک‌های محصولات مراقبت شخصی و محصولات مصرفی تخریب شده است.

بین ۸۰ تا ۹۰درصد میکروپلاستیک‌های واردشده به سیستم‌های تصفیه در لجن مانده فاضلاب باقی‌می‌مانند که این لجن اغلب به عنوان کود در کشاورزی استفاده می‌شود.

در نتیجه پلاستیک در مزارع کشاورزی رسوب می‌کند جایی که می‌تواند برای مدت طولانی باقی بماند یا با ورود به رودخانه‌ها به دریا‌ها شسته شود. تحقیقات نشان می‌دهد میکروپلاستیک‌ها در شرایطی، چون نور و اکسیژن کم می‌توانند بیش از ۱۰۰سال در خاک باقی بمانند.

شکست مقاومت پلاستیک

محققان به‌تازگی در تحقیقات خود آنزیم‌هایی را در بزاق کرم مومی شناسایی کرده‌اند که به‌طور طبیعی قادر است پلاستیک‌های معمولی را در کمتر از چند ساعت در دمای اتاق تجزیه کند. پلی‌اتیلن، رایج‌ترین نوع پلاستیکی است که به طور گسترده در دنیا مورد استفاده قرار می‌گیرد و در موارد زیادی از ظروف نگهدارنده موادغذایی گرفته تا کیسه‌های خرید به‌کار می‌رود. مقاومت و استحکام این ماده، آن را به یکی از آلاینده‌های سرسخت و پایدار در طبیعت تبدیل کرده است. در حالت طبیعی، پلیمر باید تحت دمای بالا قرار گیرد تا فرآیند تخریب‌پذیری آن آغاز شود. اما محققان به روشی دست پیدا کرده‌اند که حتی با قرار گرفتن پلاستیک در دمای محیط می‌تواند به مرحله تخریب‌پذیری رسیده و به مرور در چند ساعت تجزیه‌شود.

تجزیه پلاستیک در چند ساعت

دانشمندان اشاره کرده‌اند بزاق کرم مومی حاوی آنزیم‌هایی است که روی پلی‌اتیلن تصفیه نشده اثر می‌گذارد. این آنزیم‌ها باعث می‌شوند این پروتئین‌ها به طور طبیعی برای بازیافت به کار بیایند. آن‌ها در مطالعات خود موفق به کشف این آنزیم در بزاق گونه‌ای کرم شده‌اند.

لارو پروانه‌ها که موم ساخته شده توسط زنبور‌های عسل برای ساختن لانه‌های زنبوری را می‌خورند، به‌راحتی قادرند پلاستیک معمولی را تجزیه کنند. محققان سال ۱۳۹۶/۲۰۱۷ دریافتند کرم‌های مومی قادرند پلی‌اتیلن را تخریب کنند، اگرچه آن زمان هنوز مشخص نبود این حشرات کوچک چگونه چنین قابلیتی دارند، اما حالا به لطف پیشرفت علم مشخص شده است آنزیم‌های بزاقی این کرم‌ها همان موادی هستند که باعث شروع واکنش‌های بیوشیمیایی در بدن کرم شده و به تجزیه پلاستیک کمک می‌کنند. برای تخریب و تجزیه پلاستیک اکسیژن باید به پلیمر یا مولکول پلاستیکی نفوذ کند تا فرآیند اکسیداسیون آغاز شود. محققان دریافته‌اند این آنزیم‌ها این فرآیند را بدون نیاز به مراحل آماده‌سازی مانند حرارت یا تشعشع انجام می‌دهند. درواقع، این اتفاق به طورکلی الگوی تخریب زیستی پلاستیک را دگرگون‌می‌کند.

چرا پلاستیک تجزیه نمی‌شود؟

پلاستیک از جنس پلیمر ساخته شده و به اندازه کافی در برابر تجزیه شدن مقاوم است. محققان با اضافه کردن مواد افزودنی به آن، این مقاومت و پایداری را بالا برده و این یعنی پلاستیک می‌تواند تا سال‌ها، دهه‌ها و حتی قرن‌ها دست‌نخورده در طبیعت باقی بماند. ویژگی‌هایی که پلاستیک را به ماده‌ای منحصربه فرد تبدیل کرده و مواد مفید به کار رفته در آن، یکی از حیاتی‌ترین مشکلات و چالش‌های قرن حاضر است. مواد پلاستیکی تا مدت‌های زیادی در محیط‌زیست باقی می‌ماند. اما این ماده درنهایت بعد از مدت‌ها به ذرات کوچکی تبدیل شده و به یکی از منابع ذرات پلاستیکی میکرو و نانو تبدیل می‌شود. این ذرات پلاستیک در همه‌جا، از قطب جنوب گرفته تا باران و آب لوله کشی پیدا می‌شود که نه تنها باعث بروز مسائل زیست‌محیطی می‌شود بلکه از مشکلات اساسی برای سلامت انسان‌ها به شمار می‌رود.

پلی‌اتیلن و دردسر‌های آن

پلی‌اتیلن در سال۱۹۳۳ ساخته شد و ماده ارزان‌قیمت و مقاوم بوده و با موادغذایی تعامل پیدا نمی‌کند؛ از این رو ماده‌ای مناسب برای بسته‌بندی موادغذایی، در کیسه‌های خواربارفروشی و دیگر مصارف به شمار می‌رود. کرم‌های مومی، لارو پروانه‌های مومی هستند که زنبورداران آن‌ها را آفت تلقی می‌کنند و از موم، گرده و عسل تغذیه می‌کنند و گاهی هم لارو زنبور عسل را می‌خورند. ایده تولید آنزیم‌های بزاق این کرم‌ها به صورت مصنوعی محققان را در تجزیه زباله‌های پلاستیکی موفق کرد. استفاده از میلیارد‌ها کرم مومی برای انجام این کار دارای معایبی، چون تولید دی‌اکسیدکربن است که پلی‌اتیلن را متابولیزه می‌کنند. این آنزیم‌ها، مواد پلاستیکی را اکسید و آن‌ها را به مولکول‌های کوچک تجزیه می‌کنند. محققان، این سناریو‌های جایگزین برای مقابله با زباله‌های پلاستیکی را پیشنهاد می‌کنند که در آن مواد پلاستیکی می‌توانند در شرایط کنترل شده تجزیه شوند و درنهایت انتشار میکروپلاستیک‌ها را به طور کامل از بین ببرند.

دنبال کردن فرآیند تخریب پلاستیک با ابزار‌های بیولوژیکی یا تخریب زیستی، پیش از این بیشتر روی میکروارگانیسم‌ها متمرکز بود. به گفته محققان، تعداد انگشت‌شماری از میکروارگانیسم‌ها موفق شده بودند پلاستیک را به کندی تجزیه کنند، اما پیش‌شرط‌هایی برای شروع این تجزیه فراهم می‌شد که عملی شدن آن را پیچیده می‌کرد. مصرف مواد پلاستیکی در دنیا طی سه دهه اخیر رشد سرسام‌آوری داشته به طوری که سالانه صد‌ها میلیون تن از این مواد درنهایت به زباله تبدیل شده و کمتر از ۱۰درصد آن‌ها وارد فرآیند بازیافت می‌شوند.

روزنامه جام جم