سایت ویستاژن در این مقاله به توضیح باکتری های تجزیه کننده زباله پرداخته است.

باکتری های تجزیه کننده زباله

همانطور که میدانیم کیسه ها، پلاستیک ها و بطری ها از پلیمرهایی ساخته شده اند که در محل دفن زباله و اقیانوس های سراسر جهان انبار شده اند که لازم به ذکر است که میکروبها قادر به تجزیه پلاستیک ها یا زباله ها نیستند. اما اخیرا تحقیقاتی انجام شده که نشان میدهد قطعی مولکولی مبنی بر بافت باکتری هایی در روده ی نوعی آفت وجود دارد که قادر به شکستن پلی اتیلن می باشد.

در ایالات متحده سالانه حدود 32 میلیون تن پلاستیک یا زباله توسط مصرف کنندگان دور ریخته یا مصرف می شود که فقط تعدادی از آنها مثلا 9 درصد قابل بازیافت می باشد. در سراسر جهان زباله های پلاستیکی باعث آسیب رساندن به حیات وحش می شود که آلاینده های سمی را جذب خود می کند که توسط پرندگان دریایی و ماهی ها به جای غذا بلعیده می شوند. به گفته مهندسان محیط زیست دانشگاه Beihang چین و محققین ارشد این شواهد و مطالعه ی جدید، پلی اتیلن را پرکاربردی ترین پلاستیک در جهان می دانند که باعث ایجاد مشکلات جدی زیست محیطی می شود. این پلیمر در برابر تخریب و نابودی توسط میکروبها مقاومت می کند زیرا به شدت آبگریز می باشد و وزن مولکولی بالایی دارد که از ورود آن به داخل سلولهای باکتریایی جلوگیری می کند و همچنین ساختاری پایدار دارد،که شامل  C – C  و C – H می باشد.

مطالعات بر روی باکتری های تجزیه کننده زباله

مطالعاتی که قبلا دانشمندان به آن پی برده بودند این بود که باکتریایی وجود دارد که می توانند تنها در عرض شش هفته وزن پلی اتیلن را تا 20درصد کاهش دهد، اما در این گزارشها شواهد و تحقیقات مولکولی وجود دارد که جامع از زیست پذیری می باشد که از جمله نشانه هایی از اکسیداسیون زنجیره های پلیمری است که، ارائه نشده است. تیم محقق دانشگاه چین میکروبهای خورنده پلاستیک که مربوط به مطالعات و شواهد قبلی را به صورت تصادفی کشف کردند. روزی یکی از پژوهشگران وقتی مشغول بررسی کیسه های گندم بود متوجه سوراخهای کوچک در این کیسه ها شد که وقتی درون کیسه ها را مشاهده کرد، حشراتی را دید که هم داخل کیسه هستند و هم دور تا دور کیسه می چرخیدند و دریافت کرم یا لاروی در داخل کیسه وجود دارد. این حشره دانه خوار کوچک در آشپزخانه ها یافت می شود و توانایی این را دارد که با کمک هضم فیلم پلاستیکی با کمک باکتری های موجود در روده ی خود را داشته باشد.

سپس این محقق و تیمش باکتری های روده این لارو حشره را استخراج کرد و یک نوع Bacillus  و Enterobacter یافته اند، که با سرعت بر روی پلی اتلین رشد می کنند و از آن به عنوان منبع کربن بهره برده می شود. دانشمندان اینگونه ها را بر روی ورق های پلی اتیلن کشف کرده اند. پس از 28روز این ورقها نشانه هایی از تخریب و نابودی از خود بروز می دهند که استحکام کششی آنها 50 درصد افت خواهد کرد و توانایی دفع آنها 30درصد کاهش می یابد . پس از رشد میکروبها روی اغلب این ورقها به مدت 60 روز وزن فیلمهای پلاستیکی 10درصد کاهش پیدا می کند و وزن مولکولی زنجیرهای پلیمری نیز 13درصد کم خواهد شد. وقتی این صفحات تجزیه شد، باکتری ها تا عمق 0.4میکرومتر در این ورق ها پیشروی کرده و با استفاده از طیف سنجی فوتوالکترون اشعه X و تصویربرداری مادون قرمز تبدیل به فوریه شد و گروه های کربونیل در انتهای زنجیرهای پلیمر یافت و این نتایج سبب شد میکروبها توسط اکسیداسیون زنجیره ها کوتاه تر شوند و سرانجام این تیم تحقیقاتی از دانشگاه چین توالی DNA این دونوع باکتری را در اختیار بانک ژن قرار داده، تا یک بانک اطلاعاتی DNA بین المللی که توسط موسسه ملی اداره می شود، قرار داده شود. این کشف راهی برای شناسایی میکروارگانیسم های تجزیه کننده ی تجزیه کننده پلاستیک و زباله در حشرات بود، که باعث ایجاد موقعیت هایی برای بررسی چگونگی تاثیر خواص و فواید شیمیایی و بیولوژی روده ی حشرات بر متابولیسم زباله ها و پلاستیک می شود.

آیا باکتری های تجزیه کننده پلاستیک در بازیافت مفید هستند؟

بعضی ها براین معتقدند که باکتری های پلاستیک خوار راه حلی برای معضل تجزیه ضایعات پلاستیکی و زباله ها می باشند. همانطور هم که بالاتر ذکر کردیم، زباله ها و خصوصا زباله های پلاستیکی برپایه ی پلیمر پلی اتیلن ترفتالات می باشند که هرساله به میزان قابل توجهی صدها میلیون تن تولید و در کاربردهایی مانند بسته بندی نوشیدنی ها و مواد شوینده ای مثل شامپوها به دست مصرف کنندگان می رسد، اما گاهی اوقات مشکل پس از مصرف پیدا می شود، که حجم زیادی از پلاستیک های تجزیه ناپذیر در اقیانوسها و آبها و زمین رها شده و در بهترین حالت فقط در درصد اندکی از زباله ها در چندین سال بازیافت و تجزیه می شود.

تحقیقات تیم ژاپنی بر روی باکتری های تجزیه کننده پلاستیک

گروهی دیگری در کشور ژاپن اقدام به ارائه راه حلی برای این مشکل کردند که آنها باکتری هایی کشف کردند، که آنها می توانند زمان نسبتا کوتاهی پلاستیک ها و زباله ها را تجزیه کرده و برای تغذیه از آن مصرف کنند. این فعالیت و تحقیق در موسسه فناوری توکیو برای کشف باکتری مذکور اقدام به نمونه برداری از حدود 250 نمونه از خرده های موجود برروی تاسیسات بازیافت پلاستیک شدند تا درمیان آنها که مملوء از خاک و گل ولای و دیگر رسوبات این باکتری را پیدا بکنند. این باکتری ها این توانایی را دارند که با تغذیه از پلی استر، آن را به کربن و انرژی مورد مصرف خود تجزیه کنند. دانشمندان متوجه شدند این باکتریها قادرند پلاستیک ها یا زباله ها را در عرض چند هفته تجزیه و نابود کنند. البته لازم به ذکر است که باکتریها نقش اصلی زیادی در بوجود آوردن آنزیم ها دارند که این آنزیم ها میتوانند زباله ها یا پلاستیک هارا به اجزای ساده تری تبدیل کنند. در واقع باید گفت این آنزیم ها حاصل باکتریی هایی می باشند که غنی از PET است و به عنوان ماده غذایی اصلی و فراوان دیده می شود. این تکامل به باکتری که بنام Ideonella sakaiensis نام دارد، این باکتری قادر است، تجزیه ی زباله را به دوجزء اصلی مونومری اصلی و بی خطر برای طبیعت که ترفتالیک اسید و اتیلن گلایکول می باشند، انجام دهد. البته قبلا قارچ های تجزیه کننده زیادی هم کشف شده بود ولی تولید آنها با سادگی نبود و به همین جهت با شناسایی برخی باکتری های زباله و پلاستیک خوار می توان به برگشت به طبیعت امیدواربود، زیرا دانشمندان با بررسی و شناسایی ژنوم باکتری در تولید آنزیم های اصلی تجزیه کننده دخالت دارند ومیتوانند آنها را در آزمایشگاه تولید کنند و از آن برای تجزیه پلاستیک بهره ببرند.

گردآورنده: سرکار خانم پریناز زارع