در سالهای اخیر مردم بیشتر و بیشتر از اهمیت محیط زیست شناختی آگاه هستند و می دانند که توسعه اقتصادی با هزینه محیط زیست محیطی حاصل نمی شود ، زیرا محیط طبیعی پایه مادی برای بقا و تولید مثل انسان و حفاظت است. و بهبود محیط طبیعی پیش نیاز بقا و توسعه بشر است.
طبق مطالعه ای که در گزارش های علمی در 19 مارس 2020 منتشر شده است ، باز کردن بسته بندی های پلاستیکی (مانند کیسه های پلاستیکی شکلاتی و بطری ها) در کار روزانه ممکن است مقدار کمی از ذرات پلاستیکی کوچک با طول 5 میلی متر ، یعنی میکرو پلاستیک تولید کند.
در حال حاضر ، تحقیقات در مورد خطرات و سمیت های احتمالی ناشی از آنها و چگونگی جذب آنها توسط انسان مشخص نشده است ، و تحقیقات بعدی برای انسان ها لازم است.
از تحقیقات فوق پلاستیک های روزمره می توانند پلاستیک میکرو را به همراه داشته باشند که ممکن است برای سلامتی مضر باشد. با این حال ، بیشتر در مورد پلاستیک اختلاف نظر وجود دارد.
امروز می خواهیم در مورد رابطه بین پلاستیک و میکروارگانیسم ، یکی از اصلی ترین آلودگی های زیست محیطی ، صحبت کنیم و در مورد چگونگی استفاده از میکروارگانیسم ها برای حل مشکل آلودگی پلاستیک صحبت کنیم. امید است که این مقاله الهام بخش صنایع وابسته و دست اندرکاران علمی و فناوری باشد و به خوانندگان یادآوری کند که به حفاظت از محیط زیست توجه کنند.
مزایا و مضرات پلاستیک
در دهه 50 و با ظهور "عصر پلاستیک" ، فناوری ساخت و ساز دستخوش تحولات عظیمی شده است. توسعه صنعت سوخت فسیلی طیف گسترده ای از پلاستیک را به ارمغان آورده است ، از مواد عایق گرفته تا مواد مکانیکی گرفته تا پوشش ها ، انواع مواد تغییر یافته است. امروزه ، پلاستیک ها هنوز هم بخش مهمی از هر مؤلفه ساختمان هستند.
این فقط معماری نیست بلکه در همه جا پلاستیک است. پلاستیک را می توان در لباسی که می پوشیم ، خانه هایی که در آن زندگی می کنیم و ماشینهایی که رانندگی می کنیم ، پیدا کرد. پلاستیک را می توان در تلویزیون مورد نظر ، رایانه هایی که از آنها استفاده می کنیم و ابزاری که استفاده می کنیم نیز پیدا کرد. مردم از محصولات پلاستیکی در مکانهای مختلف استفاده می کنند تا زندگی راحت تر ، ایمن تر و لذت بخش تر شود.
اما در حقیقت ، ماده اولیه پلاستیک ها عمدتا از روغن یا گاز طبیعی تهیه می شوند که این امر مشکلات بسیاری را ایجاد می کند. به عنوان مثال ، منابع نفتی بسیار محدود هستند. به عنوان مثال ، در فرآیند استخراج و پالایش روغن ، ایجاد آلودگی بسیار آسان است. علاوه بر آلودگی استاندارد ناشی از فرآیند معدن و پالایش ، احتمال بروز حوادث عمده خسارت های زیست محیطی مانند ریزش گسترده نفت در امتداد سواحل خلیج فارس در سال 2010 وجود دارد.
از طرف دیگر ، مواد شیمیایی سمی هنگام تولید پلاستیک آزاد می شوند. مواد شیمیایی مضر زیادی به همراه ساخت پلاستیک تولید می شود و پس از آن به ناچار اکوسیستم ما از طریق آب ، خاک و هوا وارد و نابود می شود. بسیاری از این مواد شیمیایی آلاینده های آلی پایدار هستند که یکی از مخرب ترین سموم روی زمین است.
علاوه بر این ، تخریب پلاستیک ها سخت است. بعضی از کیسه های پلاستیکی و بطری ها می توانند صدها ، هزاران یا حتی میلیون ها سال را بدون تخریب طی کنند ، زیرا اکثر میکروارگانیسم های موجود در طبیعت از پلاستیک به عنوان غذا استفاده نمی کنند ، بنابراین آنها آن را تجزیه نمی کنند.
با این حال ، برخی از میکروب های جدید کشف شده اخیراً ممکن است به ما در حل این مشکل کمک کنند.
باکتری های جدید به تخریب پلاستیک کمک می کنند
پلی استایرن جزء اصلی محصولات پلاستیکی یکبار مصرف مانند لیوان یکبار مصرف ، کارد و چنگال ، اسباب بازی و مواد بسته بندی است. در حال حاضر تولید و مصرف پلی استایرن در صنایع مختلف به صورت تصاعدی در حال افزایش است که این امر تهدید بزرگی برای محیط زیست محسوب می شود و راندمان پایین استفاده از زباله این مشکل را تشدید می کند.
براساس آمار سازمان ملل متحد ، سالانه حدود 300 میلیون تن زباله پلاستیکی در جهان تولید می شود که تنها حدود 10٪ از آنها بازیافت می شوند. تخمین زده می شود که هند حدود 16.5 میلیون تن پلاستیک در سال مصرف می کند. AIPMA تخمین می زند که صنعت پلاستیک حدود 14 میلیون تن پلی استایرن تولید می کند که همگی قابل تجزیه نیستند.
اخیراً نخست وزیر هند اعلام کرد که تا سال 2022 دیگر محصولات پلاستیکی یکبار مصرف در هند استفاده نمی شود که یک پنجم از محصولات پلاستیکی روزانه را تشکیل می دهد ، بنابراین این ابتکار در هند از اهمیت بالایی برخوردار است.
اما اخیراً ، تیم ریچا پریادارشیینی از دانشگاه SHIV نادر در گرند نویدا ، اوتار پرادش ، هند ، دو نوع باکتری "پلاستیکی خوراکی" را از تالاب در گرند نویدا کشف کرد که ممکن است جایگزین زیست محیطی برای حل بحران آلودگی پلاستیک باشد.
دو باکتری جدا شده توسط این تیم اگزوگوباکتریوم کرنش dr11 و اگزوگوباکتریوم undae کرایه dr14 است. تحقیقات نشان می دهد که آنها توانایی تجزیه پلی استایرن را دارند.
پریادارشی گفت: "داده های ما این واقعیت را نشان می دهد که باکتری های اکستروفیلی ، اگزوگوباکتریوم ، می توانند پلی استایرن را تخریب کنند و می توان از آنها برای کاهش آلودگی های محیطی ناشی از پلاستیک استفاده کرد."
پرادادارسینی گفت: تالاب ها یکی از متنوع ترین زیستگاه های میکروارگانیسم ها هستند اما نسبتاً غیر قابل کشف هستند. بنابراین ، این اکوسیستم ها مکان های ایده آل برای جداسازی باکتری ها با کاربردهای بیوتکنولوژیک جدید هستند. "
پلی استایرن از وزن مولکولی بالایی و ساختار پلیمر زنجیره ای طولانی برخوردار است و از عملکرد ضد تخریب خوبی برخوردار است. به همین دلیل طبق تحقیقات انجام شده در ژورنال RSC ، آنها در محیط زیست پایدار هستند.
این تیم دریافتند که وقتی این دو باکتری جدا شده با پلاستیک (پلی استایرن) در تماس باشند ، آنها از آن به عنوان منبع کربن استفاده کرده و از آن برای ساخت بیوفیلم استفاده می کردند. این خصوصیات فیزیکی پلی استایرن را تغییر داده و فرآیند تخریب طبیعی را آغاز می کند. سپس باکتریها می توانند با آزاد کردن هیدرولاز ، زنجیره پلیمر را از بین ببرند.
در حال حاضر ، این تیم در تلاش است تا فرایند متابولیکی این سویه ها را مورد استفاده قرار دهد تا از آنها در زیست محیطی زیست محیطی استفاده شود.
روپامنجاری قوش ، معاون رئیس دانشگاه SHIV نادر گفت: "وقتی ما تحقیق علمی در مورد تالاب های دانشگاه انجام می دادیم ، ناخواسته باکتری ها را در" پلاستیک خوراکی "یافتیم. این یک راه حل نسبتاً ایده آل برای شکستن تخریب طبیعی پلاستیک ها و انجام تجزیه بیولوژیکی است. "
پریادارشی افزود: "ما در ابتدا فقط منطقه را مورد بررسی قرار دادیم تا گونه های باکتریایی موجود در این مناطق را بشناسیم ، اما در نهایت بسیاری از گونه های باکتریایی را با کاربردهای منحصر به فرد جدا کردیم."
وی خاطرنشان کرد: با کشف سویه های جدید با تجزیه پذیری زیستپذیری پلاستیک ، ممکن است آنزیم های جدید و مسیرهای متابولیکی بالقوه نیز کشف شود که این امر به پیشرفت زیست تخریب آینده کمک خواهد کرد.
محققان خاطرنشان كردند كه هر دو باكتری می توانند بیوفیلم هایی را در سطح پلی استایرن ایجاد كنند. بیوفیلم مجموعه ای از سلول های باکتریایی ، به شکل اجتماع جمع آوری ، برای رسیدن به تراکم سلولی بسیار بالا است ، که منجر به آنزیم های تخریب کننده پلیمر می شود تا نقش قوی تری داشته باشند.
پریادارسینی اظهار داشت: "پلی استایرن برای تخریب دشوار است. قبل از تجزیه بیولوژیکی به نوعی از پیش تصفیه مانند شیمیایی ، حرارتی و فوتوکسیداسیون مورد نیاز است."
Dr11 و dr14 نه تنها می توانند بیوفیلم را روی پلی استایرن درمان نشده تشکیل دهند ، بلکه پلاستیک های اصلاح نشده را نیز تخریب می کنند.
پریادارشی همچنین گفت: "در سالهای اخیر ، وابستگی مردم به محصولات پلاستیکی بسیار افزایش یافته است ، که منجر به تجمع زیاد پلاستیک در محیط و تأثیر منفی بر روی اکوسیستم شده است ، بنابراین مردم به روشهای پایدار تخریب پلاستیک نیاز دارند. "
علاوه بر تلاش برای تخریب پلاستیک ، افراد زیادی به دنبال مواد جدید هستند که می توانند پلاستیک را جایگزین کرده و آنها را تخریب کنند.
از چپ به راست: آن شاوور گیمنز ، آلیسون پیژا و مولی مورس از مواد انبه. در کنار آنها مخزن تخمیر بیوپلیمر کارخانه تصفیه خانه فاضلاب در نزدیکی خلیج سان فرانسیسکو قرار دارد که متان مورد نیاز برای تولید بیوپلاستیک را به باکتری ها ارائه می دهد. منبع عکس: کریس جویس / NPR
بیوپلیمرها برای جایگزینی پلاستیک
یک راه اندازی دره سیلیکون در تلاش است پلاستیک را از روی لباس استخراج کند و سپس چیز دیگری را اضافه کند ، یک پلیمر تخریب پذیر که جایگزین پلاستیک می شود.
پلیمر یک مولکول زنجیره ای طولانی است که از بسیاری از واحدهای مشابه تشکیل شده است. این نوع مواد اغلب با دوام تر و الاستیک است. پلاستیک پلیمر ساخته شده از فرآورده های نفتی است. با این حال ، در طبیعت ، بیوپلیمرهای مانند سلولز در چوب یا ابریشم کرمهای ابریشم اغلب ظاهر می شوند. آنها با پلاستیک ها متفاوت هستند زیرا می توانند در مواد طبیعی تجزیه شوند.
مولی مورس امیدوار است بیوپلیمرهایی بسازد که بتواند پلاستیک را جایگزین کند. او یک شرکت کوچک به نام مواد انبه اداره می کند. انبه میوه مورد علاقه او است. او امیدوار است که نام شرکت وی متفاوت از سایر شرکتهای فناوری در حوزه خلیج فارس باشد.
مورس گفت: "ما یک راه اندازی معمولی دره سیلیکون نیستیم ، ما در یک تصفیه خانه فاضلاب پلیمر تولید می کنیم. ما یک دسته از افراد نیستیم که در یک گاراژ کد می زنند."
بنابراین ، او چگونه می تواند بیوپلاستیک را در تصفیه خانه فاضلاب بسازد؟
مورس گفت که این زمان از زمان دبستان شروع شد. او به یک آکواریوم رفت و در یک نمایشگاه ، شبیه سازی زباله های پلاستیکی که در اقیانوس شناور است ، خفه شد.
وی یادآوری کرد: "یک ماهی فوق العاده بزرگ مانند ساختار با پوست صدف وجود دارد ، دقیقاً مثل پلاستیک های فوم مک دونالد. من مبهوت شدم ، کاملاً وحشت زده. این نمایشگاه زندگی من را تغییر داده است. فکر می کنم مسخره است. می خواهم آنرا تغییر دهم."
در نتیجه ، مورس رویای خود را دنبال کرده و دکترای خود را به دست آورده است. در مهندسی محیط زیست از دانشگاه استنفورد. در یک کنفرانس علمی در سال 2006 ، وی با مهندس جوان دیگری به نام آن آن شاوور گیمنز آشنا شد. شوئر - گیمنز گفت: "من فکر نمی کنم ما تا حدود 4 صبح صحبت در مورد چگونگی انجام این کار را شروع کنیم."
فرآیند استفاده از باکتریها برای ساخت بیوپلیمرها است.
بعضی از باکتری ها قادر به تغذیه متان هستند و بیوپلیمرهای مخصوص به خود را ایجاد می کنند ، به خصوص اگر شما آنها را به خوبی تغذیه کنید ، بیوپلیمرهای بیشتری تولید و تجمع می کنند. مورس توضیح می دهد: "اگر از خوردن بستنی یا شکلات بیش از حد چربی بگیریم ، چربی موجود در بدن ما تقویت می شود و باکتری ها نیز همینطور می شوند."
برای ساخت بیوپلیمرها ، باکتری ها به مواد غذایی زیادی احتیاج دارند. به همین دلیل مواد انبه در محلی در تصفیه خانه فاضلاب بنام آب تمیز آب سیلیکون در ردوود ، کالیفرنیا ، در نزدیکی خلیج سان فرانسیسکو ساخته شده است. این شرکت توسط موسساتی مانند بنیاد ملی علوم پشتیبانی می شود.
ناخالصی های موجود در فاضلاب یا حداقل گاز متان حاصل از فاضلاب ، مواد غذایی باکتریایی است. کارخانه های تصفیه معمولاً متان را می سوزانند یا مستقیماً آن را درون هوا تخلیه می کنند. متان یک گاز گلخانه ای قدرتمند است ، هنگامی که در جو تخلیه می شود ، باعث گرم شدن کره زمین می شود. مواد انبه آن را باکتری ها تغذیه می کنند.
این فرآیند در یک مخزن تخمیر ، که در کنار مخزن بزرگ فولادی پر از فاضلاب است ، به پایان رسیده است. مهندس انبه آلیسون پیژا اختراع خود را نشان داد: به نظر می رسد مانند یک بشکه بزرگ آبجو با یک لوله در آن ، مانند قطره یک رگه است. وی گفت: "اینجاست که معجزه اتفاق می افتد."
آلیسون پیجا ، میکروبیولوژیست انبه گفت: "ما به طور مداوم متان و اکسیژن را به تخمیر اضافه می کنیم و" سس مخفی "خود را مطابق با رشد باکتری ها درون تخمیر می ریزیم.
"سس مخفی" یک افزودنی است که توسط تیم برای حفظ این فرآیند ساخته شده است.
سرانجام ، هنگامی که باکتریها چاق شدند ، این تیم برای گرفتن بیوپلیمرها تخمیر کننده را باز کرد. آنها آن را خشک می کنند و آن را به یک توپ تبدیل می کنند.
تاکنون ، آنها نزدیک به 2000 پوند بیوپلیمر به شرکت های علاقه مند ارسال کرده اند. بازار هدف اصلی آنها منسوجات است ، اگرچه آنها می گویند بیوپلیمرها همچنین برای بسته بندی قابل استفاده هستند.
از این بیوپلیمرها می توان برای تولید نخهای ابریشمی رنگارنگ استفاده کرد که مانند الیاف پلی استر "پلاستیک" به نظر می رسند و احساس می شوند. امید است که این بیوپلیمر در لباس بافته شود تا پلاستیک در منسوجات جایگزین شود.
آستین لباس ساخته شده از بیوپلیمر. تیم مانگو با چندین شرکت همکاری می کند تا اثربخشی بیوپلیمرهای خود را بر روی پارچه آزمایش کند. اعتبار تصویر: کریس جویس / NPR
مضرات بیوپلیمرها
شوئر-گیمنز گفت چنین لباسهایی قابل تخریب هستند و مردم را ترساندند: "اوه من ، شما قصد دارید با مواد خود لباس شنا درست کنید؟ من به اقیانوس می روم ، آن را به من تجزیه و تحلیل می کند بدن!" گفتم: "نه ، نه ، مثل این نیست. ""
برای تخریب ، بیوپلیمرها برای هضم آنها به دمای مناسب و باکتری های مربوطه احتیاج دارند و روند تخریب نیاز به قرار گرفتن در معرض مداوم برای هفته ها یا ماه ها دارد. مورس اذعان می کند در صورت عدم مناسب بودن شرایط ، مانند در بیابان خشک آریزونا یا کف اقیانوس ، طولانی تر خواهد شد.
این مضرات بیوپلیمرها تاکنون است و برخی از تجزیه بیولوژیکی آنقدر سریع که قول داده اند نیستند.
جان وینشتین ، استاد زیست شناسی در دانشگاه قلعه کارولینای جنوبی ، کیسه های ساخته شده از پلیمر ذرت را در تالاب ها قرار داد و دریافت که آنها کندتر از کیسه های پلاستیکی معمولی تخریب می شوند. وی درباره بیوپلاستیک گفت: "شما یک ماده جدید ایجاد کردید ، اما چگونه آن را خراب کرد؟ من تعجب کردم."
رامانی نریان ، مهندس شیمی و کارشناس بیوپلاستیک در دانشگاه ایالتی میشیگان گفت: "این همه شرایط محیطی است." "تجزیه تخریب طولانی تر است ، زباله ها طولانی تر خواهند بود. در این دوره ، تأثیر منفی جدی بر محیط زیست خواهد گذاشت. تأثیر ، این چیزی است که نیاز به بررسی دقیق دارد."
تیم Mango Material می گوید مواد آنها بیوپلیمر به صورت پلی هیدروکسی آلکانوات یا PHA است. برخلاف اکثر بیوپلیمرها ، نیازی به بازیافت نیست. در شرایط مناسب ، ظرف یک یا دو ماه آماده می شود. قابل تجزیه بیولوژیکی است. محصولات آنها برای تأیید این موضوع در حال انجام آزمایش های مستقل هستند.
مورس اذعان می کند که هنوز کارهای زیادی باید انجام شود تا راهی برای بیوپلیمرها هموار شود. وی از مردم خواست كه به جای دور كردن آنها ، از پلاستیک كمتر استفاده كرده و از مواد استفاده مجدد استفاده كنند. اما او رویای کودکی خود را دنبال می کند - چیزی بهتر از پلاستیک پیدا کند.
"ما این کار را نمی کنیم مگر اینکه اطمینان داشته باشیم که این یک راه حل برای یک مشکل بزرگ جهانی است."
آلودگی پلاستیک: چگونه آن را حل کنیم؟
در حال حاضر ، پلاستیک هنوز در زندگی ما ضروری است ، اما به دلیل تخریب آهسته آن ، منجر به یک سری آلودگی محیط زیست شده است. برای حل این مشکل ، باید بتوانیم پلاستیک را در زندگی خود بازیافت کنیم.
ثانیاً ، با توسعه علم و فناوری ، افراد ممکن است به جای پلاستیک از میکروارگانیسم های موجود در طبیعت ، روش هایی برای کاهش آلودگی یا تولید مواد بیولوژیکی جدید پیدا کنند.
مهم نیست از چه طریق ، مساعد بودن با محیط و توسعه انسانی مهم است.
<دریافت بازیافت="" ،="" راه="" حل="" های="" بازیافت="" پلاستیک="" ،="" حرفه="" ای="" ،="">http://www.get-recycling.com /> را دریافت کنید
<محلول بازیافت="" بطری="" های="" pet="" ،="">http://www.get-recycling.com/solutions_show.asp؟id=12 >
<محلول بازیافت="" بطری="" های="" hdpe="" pp="" ،="">http://www.get-recycling.com/solutions_show.asp؟id=11 >
<راه حل="" بازیافت="" فیلم="" ldpe="" ،="">http://www.get-recycling.com/solutions_show.asp؟id=8 >
