בשנים האחרונות אנשים מודעים יותר ויותר לחשיבות הסביבה האקולוגית, ומבינים שלא ניתן להשיג פיתוח כלכלי במחיר הסביבה האקולוגית, מכיוון שהסביבה הטבעית היא הבסיס החומרי להישרדות ורבייה של האדם, וההגנה ושיפור הסביבה הטבעית הוא תנאי הכרחי להישרדות והתפתחות אנושית.
על פי מחקר שפורסם בדו"חות מדעיים ב -19 במרץ 2020, פתיחת אריזות פלסטיק (כמו שקיות ניילון שוקולד ובקבוקים) בעבודה יומיומית עשויה לייצר כמות קטנה של חלקיקי פלסטיק קטנים שאורכם פחות מ -5 מ"מ, כלומר מיקרו פלסטיקה.
נכון לעכשיו המחקר לא היה ברור לגבי הסיכונים והרעילות האפשרית שהם מביאים וכיצד הם נקלטים על ידי בני אדם, והמחקר הבא נדרש לבני אדם.
מהמחקר לעיל, פלסטיקה יומיומית יכולה להביא למיקרו פלסטיקה שעלולה להזיק לבריאות. עם זאת, יש יותר מחלוקת לגבי פלסטיק.
כיום, אנו מדברים על הקשר בין פלסטיק למיקרואורגניזם, אחד הזיהומים הסביבתיים העיקריים, ונדון כיצד להשתמש במיקרואורגניזם כדי לפתור את בעיית הזיהום הפלסטי. יש לקוות כי מאמר זה ייתן השראה מסוימת לתעשיות רלוונטיות ולעוסקים מדעיים וטכנולוגיים ויזכיר לקוראים לשים לב לשמירה על הסביבה.
היתרונות והחסרונות של הפלסטיק
בשנות החמישים, עם כניסת "עידן הפלסטיק", טכנולוגיית הבנייה עברה שינויים אדירים. ההתפתחות של ענף הדלק המאובנים הביאה מגוון רחב של פלסטיקים, מחומרי בידוד לחומרים מכניים ועד ציפויים, כל מיני חומרים השתנו. כיום הפלסטיקה היא עדיין חלק בכל מקום בכל רכיב בנייה.
זה לא רק אדריכלות, זה למעשה פלסטיק בכל מקום. ניתן למצוא פלסטיק בבגדים שאנו לובשים, בבתים שאנו גרים בהם ובמכוניות בהן אנו נוהגים. ניתן למצוא פלסטיק גם בטלוויזיה בה אנו צופים, במחשבים שאנו משתמשים בהם ובכלים שאנו משתמשים בהם. אנשים משתמשים במוצרי פלסטיק במקומות שונים כדי להפוך את החיים לנוחים יותר, בטוחים ומהנים יותר.
אך למעשה, חומר הגלם של הפלסטיק מגיע בעיקר משמן או מגז טבעי, שיגרמו לבעיות רבות. לדוגמה, משאבי נפט מוגבלים מאוד. לדוגמה, בתהליך של שאיבת שמן וזיקוק קל מאוד לגרום לזיהום. בנוסף לזיהום הסטנדרטי שנגרם כתוצאה מתהליך הכרייה והזיקוק, קיים פוטנציאל לתאונות נזק אקולוגי גדול כמו שפיכת נפט מאסיבית לאורך חוף מפרץ המפרץ בשנת 2010.
מצד שני, כימיקלים רעילים משתחררים במהלך ייצור הפלסטיק. הרבה כימיקלים מזיקים יופקו יחד עם ייצור פלסטיק, ואז בהכרח יכנסו ויהרסו את המערכת האקולוגית שלנו דרך מים, אדמה ואוויר. רבים מכימיקלים אלה הם מזהמים אורגניים מתמשכים, אחד הרעלים ההרסניים ביותר בכדור הארץ.
מה שכן, פלסטיקה קשה להשפיל. כמה שקיות ובקבוקי ניילון יכולים לעבור מאות, אלפים או אפילו מיליוני שנים ללא השפלה, מכיוון שרוב המיקרואורגניזמים בטבע אינם משתמשים בפלסטיק כמזון, כך שהם לא יתפרקו.
עם זאת, כמה מיקרובים חדשים שהתגלו לאחרונה עשויים לעזור לנו לפתור בעיה זו.
חיידקים חדשים עוזרים לפלסטיקה להשפיל
קלקר הוא המרכיב העיקרי במוצרי פלסטיק חד פעמיים כמו כוסות חד פעמיות, כלי שולחן, צעצועים וחומרי אריזה. נכון לעכשיו, ייצור וצריכת קלקר בתעשיות שונות עולים באופן אקספוננציאלי, מה שמהווה איום גדול על הסביבה, והיעילות הנמוכה של ניצול הפסולת מחמירה את הבעיה הזו.
על פי הסטטיסטיקה של האו"ם, כ -300 מיליון טונות של פסולת פלסטיק מיוצרים מדי שנה בעולם, ורק כ -10% מהם ממוחזרים. ההערכה היא כי הודו צורכת כ 16.5 מיליון טון פלסטיק בשנה. אייפאמה מעריכה כי תעשיית הפלסטיק מייצרת כ -14 מיליון טונות קלקר, כולם אינם ניתנים להתכלה.
לאחרונה הודיע ראש ממשלת הודו כי עד שנת 2022 כבר לא ישמשו בהודו מוצרי פלסטיק חד פעמיים, המהווים חמישית ממוצרי הפלסטיק היומיים, ולכן יוזמה זו תהיה בעלת משמעות רבה בהודו.
אולם לאחרונה, צוותה של ריצ'ה פריאדארשיני מאוניברסיטת SHIV nadar שבגרנד נוידה, אוטר פרדש, הודו, גילה שני סוגים של חיידקים "מפלסטיק אכיל" מהיבשת בגרנד נוידה, שעשויים לספק חלופה סביבתית לפיתרון משבר זיהום הפלסטיק.
שני החיידקים שמבודדים על ידי הצוות הם זן exiguobacterium dr11 ו- exiguobacterium undae זן dr14. המחקר מראה כי יש להם פוטנציאל לפירוק קלקר.
פריאדארשיני אמר כי "הנתונים שלנו מראים את העובדה שהחיידקים הקיצוניים, exiguobacterium, יכולים להשפיל קלקר וניתן להשתמש בהם עוד יותר כדי להפחית את הזיהום הסביבתי הנגרם מפלסטיק."
פרידארשיני אמר כי "שטחי רטובה הם אחד מבתי הגידול המגוונים ביותר למיקרואורגניזמים, אך הם לא נבדקו יחסית". לכן מערכות אקולוגיות אלה הן מקומות אידיאליים לבידוד חיידקים בעזרת יישומים ביוטכנולוגיים חדשים. "
לפוליסטירן משקל מולקולרי גבוה ומבנה פולימר ארוך שרשרת, ובעל ביצועים אנטי השפלה טובים. זו הסיבה שהם מתמידים בסביבה, כך עולה ממחקר שפורסם בכתב העת RSC.
הצוות גילה שכאשר שני החיידקים המבודדים באו במגע עם פלסטיק (קלקר), הם השתמשו בו כמקור פחמן והשתמשו בהם לייצור ביופילם. זה משנה את התכונות הפיזיות של קלקר ומתחיל בתהליך השפלה טבעי. לאחר מכן, חיידקים יכולים להרוס את שרשרת הפולימר על ידי שחרור הידרולאז.
נכון לעכשיו, הצוות מנסה להעריך את התהליך המטבולי של זנים אלה על מנת להשתמש בהם בבריאציה סביבתית.
"כשעשינו מחקרים מדעיים על שטחי מים רטובים בקמפוס, מצאנו בשוגג חיידקים ב'פלסטיק אכיל '", אמר רופמנג'ארי גוש, סגן נשיא אוניברסיטת שיב נדר. זהו פיתרון אידיאלי יחסית לשבירת השפלה הטבעית של הפלסטיקה ולביצוע השפלה ביולוגית. "
פריאדארשיני הוסיף: "חקרנו תחילה רק את האזור כדי להבין את מיני החיידקים באזורים אלה, אך בסופו של דבר בידדנו מינים חיידקים רבים עם שימושים ייחודיים."
היא ציינה כי עם גילוי זנים חדשים עם התפרקות ביולוגית של פלסטיקה, יתכן שגם יתגלו אנזימים חדשים ונתיבים מטבוליים פוטנציאליים, אשר יתרמו לביורדיאציה בעתיד.
החוקרים מציינים כי שני החיידקים יכולים לבנות ביופילמים על פני קלקר. ביופילם הוא אוסף של תאים חיידקיים, בצורה של קהילת צבירה, בכדי להשיג צפיפות תאים גבוהה מאוד, מה שמביא לאנזימים הרסניים של פולימרים למלא תפקיד חזק יותר.
פריאדארשיני אמר: "קל לקיטור קלקר. לפני השפלות הביולוגית, יש צורך בטיפול כלשהו, כגון כימיקלים, תרמיים ופוטוקסידציה."
Dr11 ו- dr14 יכולים לא רק ליצור ביופילם על קלקר לא מטופל, אלא גם להשפיל פלסטיקה ללא שינוי.
פריאדארשיני אמר גם: "בשנים האחרונות, התלות של האנשים במוצרי פלסטיק גדלה מאוד, מה שהביא לכמות גדולה של הצטברות פלסטיק בסביבה והשפעה שלילית על המערכת האקולוגית. לכן אנשים זקוקים לשיטות בר-קיימא של השפלה פלסטית. "
בנוסף לנסות להשפיל פלסטיקה, ישנם אנשים רבים המחפשים חומרים חדשים שיכולים להחליף פלסטיקה ולבזות אותם.
משמאל לימין: אן שאואר ג'ימנז, אליסון פג'ה ומולי מורס מחומרי מנגו. לצידם מיכל התסיסה הביופולימרית של מתקן לטיפול בשפכים ליד מפרץ סן פרנסיסקו, המספק לחיידקים את המתאן שהם צריכים כדי לייצר ביו-פלסטיקה. מקור התמונה: כריס ג'ויס / NPR
ביו-פולימרים להחלפת פלסטיק
סטארט-אפ של עמק הסיליקון מנסה לחלץ פלסטיק מבגדים ואז להוסיף עוד משהו, פולימר מתכלה שמחליף פלסטיק.
פולימר הוא מולקולת שרשרת ארוכה המורכבת מאותן יחידות רבות. חומר מסוג זה הוא לרוב עמיד ואלסטי יותר. פלסטיק הוא פולימר העשוי ממוצרי נפט. עם זאת, בטבע מופיעים לעתים קרובות ביופולימרים כמו תאית בעץ או משי תולעי משי. הם שונים מפלסטיק בכך שהם יכולים להתפרק לחומרים טבעיים.
מולי מורס מקווה לייצר ביו-פולימרים שיכולים להחליף מעט פלסטיקה. היא מנהלת חברה קטנה בשם חומרי מנגו. מנגו הוא הפרי האהוב עליה. היא מקווה ששמה של החברה שלה יישמע שונה מחברות טכנולוגיה אחרות באזור המפרץ.
מורס אמר "אנחנו לא התחלה טיפוסית של עמק הסיליקון, אנחנו מייצרים פולימרים במתקן לטיפול בשפכים. אנחנו לא חבורה של אנשים שמתייחסים למוסך," אמר מורס.
אז איך היא מייצרת ביו-פלסטיקה במפעל לטיפול בשפכים?
מורס אמר שזה התחיל כשהייתה בבית הספר היסודי. היא הלכה לאקווריום ומעדה בתערוכה, הדמיה של אשפה פלסטית שצפה באוקיאנוס.
היא נזכרה: "יש דג סופר-ענק כמו מבנה עם צדפות צדפות, ממש כמו פלסטיק מקצף מקדונלד'ס. נבהלתי, מפוחדת לחלוטין. התערוכה הזו שינתה את חיי. אני חושבת שזה מגוחך. אני רוצה לשנות את זה."
כתוצאה מכך מורס רודף את חלומו וקיבל את הדוקטורט. בהנדסת סביבה מאוניברסיטת סטנפורד. בכנס מדע בשנת 2006, היא פגשה מהנדס צעיר נוסף, אן שאואר גימנז. "אני לא חושב שאנחנו נתחיל לדבר על איך לעשות את זה בסביבות השעה ארבע לפנות בוקר," אמר שאואר - גימנז
התהליך הוא להשתמש בחיידקים לייצור ביו-פולימרים.
ישנם חיידקים המסוגלים להאכיל מתאן ולהכין ביופולימרים משלהם, במיוחד אם תאכילו אותם היטב, הם ייצרו ויצברו יותר ביו-פולימרים. מור אם מסביר שומן מאכילת יותר מדי גלידה או שוקולד, אז השומן בגופנו יצטבר וכך גם החיידקים.
כדי לייצר ביו-פולימרים, חיידקים זקוקים להרבה מזון. זו הסיבה שחומרי מנגו הקימו אתר במפעל לטיפול בשפכים בשם מים נקיים בעמק הסיליקון ברדווד בקליפורניה, ליד מפרץ סן פרנסיסקו. החברה נתמכת על ידי מוסדות כמו הקרן הלאומית למדע.
זיהומים בביוב, או לפחות גז מתאן מהביוב, הם מזון חיידקי. מתקני הטיפולים שורפים בדרך כלל את המתאן או מפרקים אותו ישירות לאוויר. מתאן הוא גז חממה רב עוצמה, כאשר הוא מוזרם לאטמוספירה, הוא יגרום להתחממות כדור הארץ. חומרי מנגו מאכילים אותו לחיידקים.
תהליך זה הושלם במיכל תסיסה, שנמצא ליד מיכל פלדה גדול מלא בשפכים. מהנדס המנגו אליסון פג'ה הראה את ההמצאה שלהם: זה נראה כמו חבית בירה גדולה עם צינור בתוכה, כמו טיפה בווריד. "כאן קורים ניסים," אמרה
אליסון פייאגה, מיקרוביולוג במנגו, אמר: "אנו כל הזמן מוסיפים למתסס מתאן וחמצן ומפילים את 'הרוטב הסודי' שלנו לתסיסה בהתאם לאופן בו החיידקים גדלים.
"רוטב סודי" הוא תוסף שפותח על ידי הצוות לשמירה על תהליך זה.
בסופו של דבר, כאשר השומנו את החיידקים, הצוות פתח את התסיסה להשיג ביו-פולימרים. הם מייבשים אותו והופכים אותו לכדור.
עד כה הם העבירו כמעט 2000 פאונד של ביו-פולימרים לחברות המעוניינות. שוק היעד העיקרי שלהם הוא טקסטיל, למרות שלדבריהם ביו-פולימרים יכולים לשמש גם לאריזה.
ניתן להשתמש בביו-פולימרים אלה לייצור חוטי משי צבעוניים הנראים ומרגישים כמו "פלסטיק" כמו סיבי פוליאסטר. יש לקוות כי ביו-פולימר זה ייארג בבגדים שיחליפו פלסטיק ב טקסטיל.
שרוול בגדים עשוי ביופולימר. צוות המנגו עובד עם כמה חברות כדי לבדוק את יעילותם של הביופולימרים שלהם על טקסטיל. קרדיט תמונה: כריס ג'ויס / NPR
חסרונות של ביו-פולימרים
שוייר-גימנז אמר שבגדים כאלה יהיו ניתנים לשפל, מה שהפחיד אנשים: "אוי אלוהים אדירים, אתה מתכוון להכין בגד ים עם החומרים שלך? אני הולך לאוקיאנוס, זה יביא לי השפלה בגוף!" אמרתי, "לא, לא זה לא ככה. '"
כדי להשפיל, ביו-פולימרים זקוקים לטמפרטורה הנכונה ולחיידקים המתאימים כדי לעכל אותם, ותהליך ההשפלה דורש חשיפה רצופה במשך שבועות או חודשים. מורס מאשר כי ייקח זמן רב יותר אם התנאים אינם מתאימים, כמו במדבר האריזונה היבש או בקרקעית האוקיאנוס.
זהו חסרון של ביו-פולימרים עד כה, ושפל ביולוגי לא מהיר כמו שהבטיחו.
ג'ון וויינשטיין, פרופסור לביולוגיה מאוניברסיטת קאסל בדרום קרוליינה, הניח שקיות עשויות מפולימר תירס באזורים רטובים וגילה שהם מתכלים לאט יותר מאשר שקיות ניילון רגילות. "יצרת חומר חדש, אבל איך זה נשבר? הופתעתי," אמר על ביו-פלסטיקה.
"הכל קשור לתנאים סביבתיים," אמר רמני נאראיאן, מהנדס כימיה ומומחה לביו-פלסטיקה מאוניברסיטת מישיגן. "ככל שההתפרקות ביולוגית ארוכה יותר, כך הפסולת תתקיים. בתקופה זו תהיה לכך השפעה שלילית קשה על הסביבה. ההשפעה, זה דבר שצריך לקחת בחשבון בזהירות."
צוות מנגו חומרים אומר כי החומרים שלהם הם ביו-פולימרים בצורה של פולי-הידרוקסי-אלקנוט או PHA. בניגוד לרוב הביופולימרים, היא אינה דורשת מיחזור. בתנאים מתאימים הוא יהיה מוכן בעוד חודש-חודשיים. ניתן להתפרקות ביולוגית. מוצריהם עוברים בדיקות עצמאיות כדי לאשר זאת.
מורס מכיר בכך שנותרה עבודה רבה כדי לסלול את הדרך עבור ביו-פולימרים. היא הפצירה באנשים להשתמש בפחות פלסטיק ולעשות שימוש חוזר בפריטים במקום לזרוק אותם. אבל היא רודפת אחר חלום ילדותה - למצוא משהו טוב יותר מפלסטיק.
"לא נעשה זאת אלא אם כן אנו משוכנעים שזה פיתרון לבעיה עולמית אדירה."
זיהום פלסטי: כיצד לפתור אותו?
נכון לעכשיו פלסטיק עדיין חיוני בחיינו, אך בגלל השפלה איטית הוא הביא לסדרה של זיהום סביבתי. כדי לפתור את הבעיה, עלינו להיות מסוגלים למחזר פלסטיק בחיינו.
שנית, עם התפתחות המדע והטכנולוגיה, אנשים עשויים למצוא דרכים להפחית זיהום או לייצר ביו-חומרים חדשים במקום פלסטיקה מהמיקרואורגניזמים שבטבע.
לא משנה באיזו דרך, חשוב להיות תורמים לסביבה ולהתפתחות האנושית.
<קבל מיחזור,="" אספקת="" פתרונות="" למחזור="" פלסטיק=""> http://www.get-recycling.com />
<פיתרון מיחזור="" בקבוקי=""> http://www.get-recycling.com/solutions_show.asp?id=12 >
<פתרון מחזור="" בקבוקי="" hdpe=""> http://www.get-recycling.com/solutions_show.asp?id=11 >
<פתרון מיחזור="" סרטים=""> http://www.get-recycling.com/solutions_show.asp?id=8 >
