فلاش الأخبار: لدينا مشكلة من البلاستيك. إذا استمرت اتجاهات إنتاج البلاستيك الحالية ، فسوف ننتج 34 مليار طن من النفايات البلاستيكية بحلول عام 2050. وهذا هو أربعة أضعاف الكمية التي أنتجناها منذ ظهور البلاستيك لأول مرة في عام 1907 - وينتهي الأمر بنصفها تقريبًا في مدافن النفايات ، ابحاث.
لكن هناك أمل. لقد نجح العلماء في تصميم إنزيم مشتق من البكتيريا ، يكسر تماما نوعا واحدا من البلاستيك ، ويخططون لتطوير عملية كيميائية جديدة قادرة على التخلص بسرعة وبأمان من جزء كبير من النفايات البلاستيكية ، حسبما كشفت دراسة جديدة نشرت في دورية Proceedings of the الأكاديمية الوطنية للعلوم.
قام باحثون من جامعة بورتسموث و مختبر الطاقة المتجددة الوطني التابع لوزارة الطاقة الأمريكية بدراسة PETASE ، وهو إنزيم طبيعي تم اكتشافه مؤخرًا (أو مادة كيميائية تنتجها البكتيريا) يأكل البولي إيثيلين تيريفثاليت (PET).
PET عبارة عن بلاستيك مرن مصنوع من النفط المعالج والذي يمثل حوالي 10٪ من جميع أنواع البلاستيك المنتَجة في جميع أنحاء العالم. ما هو أكثر من ذلك ، يتم تعبئة حوالي 70 في المئة من المشروبات الغازية في زجاجات بلاستيكية PET ، وفقا للاتحاد البريطاني للبلاستيك. لقد كان موجودًا منذ أربعينيات القرن العشرين ، ولا ينهار من تلقاء نفسه لمئات السنين. وهذا يعني أننا لا نملك سوى أربع طرق في الوقت الحالي للتعامل مع النفايات البلاستيكية: يمكن إعادة تدويرها ، وتحويلها إلى وقود أو طاقة ، والتخلص منها في أنظمة النفايات المدارة أو التخلص منها ، وفقًا لمنظمة حماية المحيطات.
ومع ذلك ، فإن عمليات إعادة تدوير PET الحالية غير فعالة نسبياً ، كما يوضح لي وودكوك ، دكتوراه ، مؤلف الدراسة وأستاذ مشارك في قسم الكيمياء في جامعة جنوب فلوريدا - وهو ما يحد من كمية PET التي يتم إعادة تدويرها بالفعل. "في نهاية المطاف ، هذا يعني وسيلة أكثر من هذا ينتهي في مدافن النفايات والبيئة ، مثل المحيط ، مما ينبغي" ، كما يقول. في الواقع ، تم التخلص من 79 في المائة من جميع أنواع البلاستيك التي تم إنتاجها حتى الآن ، كما يتضح من كومة من النفايات البلاستيكية العائمة التي تم اكتشافها في المحيط الهادي والتي تبلغ ثلاثة أضعاف حجم فرنسا.
أراد فريق Woodcock فهم كيفية تطور إنزيم PETase وما إذا كان بإمكانه تحسينه. باستخدام مجهر جديد قوي يسمى السنكروترون ، قاموا بتصميم هندسي عن طريق الخطأ وهو إنزيم أفضل في هضم البلاستيك أكثر من تلك الموجودة في الطبيعة. ويعمل هذا الإنزيم المكتشف حديثا عن طريق الجمع بين زوج إنزيم (PETase و MHETase) ، مما يسمح بالتحلل الكامل للـ PET في كتل البناء الأساسية.
"على الرغم من أن هذا التحسن متواضع ، فإن هذا الاكتشاف غير المتوقع يشير إلى وجود مجال لزيادة تحسين هذه الإنزيمات ، مما يجعلنا نقترب من حل إعادة التدوير لجبل البلاستيك المتصاعد" ، يقول مؤلف الدراسة جون ماكجيان ، دكتوراه ، أستاذ البيولوجيا البنيوية ومدير معهد العلوم البيولوجية والطبية الحيوية في كلية العلوم البيولوجية في بورتسموث.
ويعمل الباحثون الآن على معرفة كيفية تحسين الإنزيم حتى يتمكن من تكسير البلاستيك الصناعي بشكل أسرع ، وهو ما يعتقدون أنه يمكن تحقيقه من خلال تغييرات طفيفة نسبيا. "هذا مؤشر قوي جدًا على إمكانية إجراء المزيد من هندسة الإنزيمات لتعزيز نشاطها بشكل كبير. هذا ، ولا شك ، سيكون جهدًا عالميًا كبيرًا في السنوات القادمة ، "يقول وودكوك.
تتوقع شركة Woodcock أن الأمر سيستغرق حوالي عشر سنوات ، أو يعطيها ، قبل أن يقوم العلماء بتحسين PETASE بما يكفي لبدء حل مشكلة البلاستيك. يقول وودكوك: "مع حدوث هذه التحسينات ، ستصبح القدرة على بناء تطبيقات تجريبية لاختبار الإنزيمات المهندسة على إعادة تدوير البلاستيك عملية أكثر عمومية ، مما يؤدي في النهاية إلى التطبيق الصناعي".
إن PET هي واحدة فقط من أنواع البلاستيك المتعددة ، لكن العلماء يبحثون بنشاط عن حلول مماثلة للمواد البلاستيكية الأخرى. يقول وودكوك إن فريقه اختبر أيضاً PETASE المهندسة على بديل محتمل آخر من الجيل التالي للـ PET ، البولي إيثيلين فوراندكاربوكسيلات (أو PEF). "لدينا خطط لتمديد اختبار PETASE إلى البلاستيك إشكالية أخرى وإجراء هندسة الانزيمات على أساس لكل البلاستيك" ، كما يقول.
في غضون ذلك ، توصي Greenpeace باتخاذ الخطوات التالية للحد من استخدامك للبلاستيك وخفض النفايات:
- استخدام زجاجات المياه التي يعاد استخدامها وأكواب القهوة.
- تخطي القش البلاستيكية وأدوات المائدة المتاح.
- أحضر حقائبك القماشية للتسوق في السوبر ماركت.
- اختر الأطعمة الطازجة (مثل المنتجات الطازجة والحبوب من الصناديق السائبة) على الأطعمة الجاهزة ، كلما كان ذلك ممكنًا - إنها أفضل لجسمك على أي حال!
ما رأيك؟
ماذا تفعل للحد من استخدامك للبلاستيك؟ هل تعلم أن تصحيح القمامة في منطقة المحيط الهادئ الكبرى كان موجودًا؟ اسمحوا لنا أن نعرف في التعليقات.
