باکتری کشنده پلاستیک سخت در فاضلاب توسط پژوهشگران آمریکایی کشف شد
جهان با بحران بزرگی از آلودگی پلاستیکی دست و پنجه نرم می‌کند. هر ساله، تن‌های بی‌شماری از زباله‌های پلاستیکی در اقیانوس‌ها، رودخانه‌ها، و محل‌های دفن زباله‌ها پایان می‌یابند.
پژوهشگران دانشگاه نورث‌وسترن یک راه‌حل طبیعی را ارائه کرده‌اند که می‌تواند به مقابله با مشکل فزاینده آلودگی پلاستیک کمک کند. آنها باکتری فاضلابی را شناسایی کرده‌اند که قادر به تجزیه پلاستیک PET (پلی‌اتیلن ترفتالات) می‌باشد.
در میان تمام زباله‌های پلاستیکی، PET به علت دوام و مقاومتش در برابر تجزیه، به‌ویژه مشکل‌زا است.
در بسته‌بندی مواد غذایی و بطری‌های نوشیدنی‌ها به‌طور گسترده از آن استفاده می‌شود. زمانی که دور ریخته می‌شود، می‌تواند دهه‌ها در محیط باقی بماند و حیات وحش را آسیب برساند و منابع آبی را آلوده کند.
لادمیلا آریستیلده که این مطالعه را رهبری کرده است، گفت: «ما برای اولین بار به‌طور سیستماتیک نشان داده‌ایم که یک باکتری فاضلابی می‌تواند یک ماده پلاستیکی ابتدایی را بگیرد، آن را تخریب کند، تجزیه کند و از آن به عنوان منبع کربن استفاده کند.»
آریستیلده افزود: «این شگفت‌انگیز است که این باکتری می‌تواند تمام این فرآیند را انجام دهد و ما یک آنزیم کلیدی را شناسایی کرده‌ایم که مسئول تجزیه مواد پلاستیکی است. این می‌تواند بهینه‌سازی و بهره‌برداری شود تا به پاکسازی پلاستیک‌ها از محیط کمک کند.»
فرآیند تجزیه
پژوهشگران قدرت پنهان باکتری Comamonas testosteri را شناسایی کرده‌اند: این باکتری از زباله‌های پلاستیکی تغذیه می‌کند. این یک میکروارگانیسم محیطی در آبراه‌ها و فاضلاب‌های شهری یافت می‌شود.
اگرچه این باکتری به‌طور فعال پلاستیک‌ها را برای مدت طولانی تجزیه کرده است، نقش آن در این فرآیند تا کنون ناشناخته باقی مانده بود.
توانایی باکتری در تجزیه پلاستیک‌ها از طریق ترکیبی از فرآیندهای فیزیکی و بیوشیمیایی تعدیل می‌شود.
باکتری ابتدا با جویدن پلاستیک به قطعات کوچک شروع به کار می‌کند. سپس موجودات یک آنزیم آزاد می‌کنند که پلاستیک را بیشتر تجزیه می‌کند، و به باکتری اجازه می‌دهد اتم‌های کربن را به عنوان مواد غذایی جذب کنند.
این فرآیندهای زیربنایی از طریق ترکیبی از روش‌های تئوری و تجربی توضیح داده شدند. برای این، تیم باکتری را از فاضلاب جداسازی کرد. سپس در شرایط آزمایشگاهی بر روی زیرلایه‌های PET در شرایط طبیعی خود رشد کردند.
با استفاده از تکنیک‌های میکروسکوپی پیشرفته، پژوهشگران تغییرات سطحی ماده پلاستیکی را به دقت بررسی کردند. آب اطراف نیز به دقت برای یافتن نشانه‌هایی از تجزیه پلاستیک و همچنین حضور نانوپلاستیک‌ها تحلیل شد.
به‌طور همزمان، ساختار داخلی باکتری را برای شناسایی مکانیسم‌های درگیر در تجزیه پلاستیک مطالعه کردند.
آریستیلده توضیح داد: «در حضور باکتری، میکروپلاستیک‌ها به نانوذرات بسیار کوچکی از پلاستیک‌ها تجزیه شدند. ما دریافتیم که باکتری فاضلابی توانایی طبیعی تجزیه پلاستیک تا به مونومرها، بلوک‌های ساختمانی کوچک را که به هم متصل می‌شوند تا پلیمرها را تشکیل دهند، دارد. این واحدهای کوچک منبع زیستی کربنی هستند که باکتری‌ها می‌توانند برای رشد از آن استفاده کنند.»
نقش آنزیم
تیم آریستیلده آنزیم خاصی که باکتری برای تجزیه PET استفاده می‌کند، شناسایی کرد. برای تأیید نقش آنزیم در تجزیه پلاستیک، آنها سلول‌های باکتریایی ایجاد کردند که فاقد این آنزیم بودند و مشاهده کردند که توانایی آنها در تجزیه پلاستیک به‌طور قابل توجه یا محدودی کاهش یافته یا از بین رفته است.
نویسندگان تأکید می‌کنند که نانوپلاستیک‌ها نیز می‌توانند در تصفیه فاضلاب ایجاد شوند.
آریستیلده خاطر نشان کرد: «این موضوع چیزی است که باید به آن توجه کنیم وقتی جامعه ما سعی می‌کند رفتار پلاستیک‌ها را در طول سفر از فاضلاب به رودخانه‌ها و دریاچه‌های دریافتی درک کند.»
براساس اطلاعیه مطبوعاتی، PET 12% از کل پلاستیک‌های استفاده شده و 50% از میکروپلاستیک‌ها در فاضلاب را تشکیل می‌دهد. بنابراین، دفع ایمن آن یک نگرانی عمده است.
این کشف می‌تواند به روش‌های جدید مبتنی بر باکتری‌ها برای پاکسازی زباله‌های پلاستیکی از آبهایی منجر شود.
این یافته‌ها در مجله علوم و فناوری محیط زیست منتشر شده است.
