Tadqiqotchilar bizning eng ko'p ifloslantiruvchi moddalarimizni hazm qilish va iste'mol qila oladigan fermentni aniqladilar va ishlab chiqdilar. plastmassa qayta ishlash va kurashish uchun umid beradi ifloslanish
Ifloslantiruvchi plastmassa plastik ko'rinishidagi dunyodagi eng katta ekologik muammodir ifloslanish va bu muammoning optimal yechimi haligacha qiyin bo'lib qolmoqda. Ko'pchilik plastmassa qayta tiklanmaydigan manbalar bo'lgan neft yoki tabiiy gazdan ishlab chiqariladi, ular energiyani ko'p talab qiladigan usullar yordamida qazib olinadi va qayta ishlanadi. Shunday qilib, ularni ishlab chiqarish va ishlab chiqarishning o'zi nozik ekotizimlar uchun juda halokatli. Plastmassani yo'q qilish (asosan yoqish orqali) havoga, suv va yer ifloslanish. So'nggi 79 yil ichida ishlab chiqarilgan plastmassaning qariyb 70 foizi poligonlarga yoki umumiy atrof-muhitga tashlangan, atigi to'qqiz foizi qayta ishlanib, qolgan qismi yondirilgan. Ushbu yoqish jarayoni zaif ishchilarni saratonga olib keladigan moddalarni o'z ichiga olgan zaharli kimyoviy moddalarga duchor qiladi. Aytilishicha, okeanlarda 51 trillion mikroplastik zarrachalar mavjud va ular asta-sekin dengiz hayotini yo‘q qilmoqda. Ba'zi plastik mikrozarrachalar havoda uchib ketadi ifloslanish va biz ularni nafas olishimiz mumkin bo'lgan haqiqiy imkoniyatdir. 1960-yillarda plastmassaning paydo bo'lishi va ommabopligi bir kun kelib bizning go'zal okeanlarimizda, havoda suzuvchi va qimmatbaho yerlarimizga tashlab yuborilgan ulkan plastik chiqindilar yukiga aylanishini hech kim bashorat qila olmadi.
plastik qadoqlash - bu eng katta tahdid va plastmassalardan eng buzuq foydalanish. Ammo muammo shundaki, plastik to'rva hamma joyda, har qanday kichik maqsadda ishlatiladi va undan foydalanish ustidan nazorat yo'q. Ushbu turdagi sintetik plastmassa biologik parchalanmaydi, shunchaki o'tiradi va poligonlarda to'planadi va atrof-muhitga hissa qo'shadi. ifloslanish. "Plastik to'liq taqiq", ayniqsa qadoqlashda ishlatiladigan polistirol bo'yicha tashabbuslar mavjud. Biroq, bu istalgan natijalarga olib kelmaydi, chunki plastmassa hali ham quruqlikda, havoda va suvda hamma joyda mavjud va doimiy ravishda o'sib bormoqda. Aytish mumkinki, plastmassa har doim ham yalang'och ko'z bilan ko'rinmasligi mumkin, lekin u hamma joyda! Afsuski, biz plastik materialni qayta ishlash va utilizatsiya qilish muammosini hal qila olmaymiz.
Ichida chop etilgan bir tadqiqotda AQSh Milliy Fanlar Akademiyasi materiallari, tadqiqotchilar ma'lum tabiatni kashf qilishdi ferment plastmassa bilan oziqlanadi. Bu ular Yaponiyadagi markazda qayta ishlashga tayyor bo‘lgan chiqindilarda topilgan fermentning tuzilishini o‘rganayotganlarida tasodifiy kashfiyot bo‘ldi. Ideonella sakaiensis 201-F6 deb ataladigan bu ferment patentlangan plastik PET yoki millionlab tonna plastik butilkalarda eng ko'p qo'llaniladigan polietilen tereftalatni "eyish" yoki "oziqlantirish" qobiliyatiga ega. Ferment asosan bakteriyalarga oziq-ovqat manbai sifatida plastmassani buzishga imkon berdi. Hozirda PETni qayta ishlash bo'yicha yechimlar mavjud emas va PETdan tayyorlangan plastik butilkalar atrof-muhitda yuzlab yillar davomida saqlanib qoladi. Portsmut universiteti va Qo'shma Shtatlar Energetika departamentining qayta tiklanadigan energiya milliy laboratoriyasi (NREL) jamoalari tomonidan olib borilgan ushbu tadqiqot katta umid uyg'otdi.
Asl maqsad ushbu tabiiy fermentning (PETaz deb ataladigan) uch o'lchovli kristalli tuzilishini aniqlash va bu ferment qanday ishlashini tushunish uchun ushbu ma'lumotdan foydalanish edi. Ular strukturani yoritish va alohida atomlarni ko'rish uchun quyoshdan 10 milliard marta yorqinroq bo'lgan kuchli rentgen nurlaridan foydalanganlar. Bunday kuchli nurlar fermentning ichki ishini tushunishga imkon berdi va tezroq va samaraliroq fermentlarni yaratish uchun to'g'ri chizmalarni taqdim etdi. Aniqlanishicha, PETaz boshqa kutinaza deb ataladigan fermentga juda o'xshaydi, faqat PETazning o'ziga xos xususiyati va inson tomonidan ishlab chiqarilgan polimerlarni (tabiiy bo'lganlar o'rniga) joylashtirish uchun ko'proq "ochiq" faol joyi bor. Bu farqlar darhol PETazning ayniqsa PET o'z ichiga olgan muhitda ko'proq rivojlanishi mumkinligini ko'rsatdi va shuning uchun PETni buzishi mumkin. Ular kutinazaga o'xshash bo'lishi uchun PETaz faol joyini mutatsiyaga solishdi. Keyinchalik mutlaqo kutilmagan natija bo'ldi, PETaz mutant PETni tabiiy PETazdan ham yaxshiroq yomonlashtira oldi. Shunday qilib, tabiiy fermentning qobiliyatini tushunish va yaxshilashga harakat qilish jarayonida tadqiqotchilar tasodifan PETni parchalashda tabiiy fermentdan ham yaxshiroq bo'lgan yangi fermentni yaratishdi. plastmassa. Bu ferment, shuningdek, polietilen furandikarboksilatni yoki PEFni, PET plastmassalar uchun bio-asosli o'rnini bosuvchi moddalarni parchalashi mumkin. Bu PEF (Polietilen Furanoat) yoki hatto PBS (Polibutilen süksinat) kabi boshqa substratlarga qarshi kurashish uchun umid hosil qildi. Ferment muhandisligi va evolyutsiyasi uchun vositalarni yanada takomillashtirish uchun doimiy ravishda qo'llash mumkin. Tadqiqotchilar fermentni takomillashtirish yo‘lini izlamoqda, shunda uning funksiyasi kuchli yirik sanoat korxonasiga qo‘shilishi mumkin. Muhandislik jarayoni hozirda bio-yuvish yuvish vositalarida yoki bioyoqilg'i ishlab chiqarishda qo'llaniladigan fermentlarga juda o'xshaydi. Texnologiya mavjud va shuning uchun kelgusi yillarda sanoat hayotiyligiga erishish mumkin.
Ushbu tadqiqotning ba'zi jihatlarini tushunish uchun qo'shimcha tadqiqotlar talab etiladi. Birinchidan, ferment kattaroq plastmassa bo'laklarini kichikroq bo'laklarga ajratadi, shuning uchun u plastik butilkalarni qayta ishlashni qo'llab-quvvatlaydi, ammo bu plastikning barchasi birinchi navbatda tiklanishi kerak. Ushbu "kichikroq" plastmassa qayta tiklanganda ularni plastik butilkalarga aylantirish uchun ishlatilishi mumkin edi. Ferment haqiqatan ham atrof-muhitda "o'z-o'zidan borib, plastmassani topa olmaydi". Taklif etilgan variantlardan biri bu fermentni ba'zi bakteriyalarga ekish bo'lishi mumkin, ular yuqori haroratga bardosh berib, plastmassani yuqori tezlikda parchalay boshlaydi. Bundan tashqari, ushbu fermentning uzoq muddatli ta'siri hali ham tushunilishi kerak.
Plastmassa chiqindilariga qarshi kurashda bunday innovatsion yechimning ta'siri global miqyosda juda yuqori bo'ladi. Biz plastmassaning o'zi paydo bo'lganidan beri plastik muammoni hal qilishga harakat qilmoqdamiz. Yagona plastmassadan foydalanishni taqiqlovchi qonunlar mavjud, shuningdek, qayta ishlangan plastmassa endi hamma joyda ma'qullanadi. Supermarketlarda plastik sumkalarni taqiqlash kabi kichik qadamlar ham ommaviy axborot vositalarida tarqaldi. Gap shundaki, agar biz o'zimizni saqlab qolmoqchi bo'lsak, tezda harakat qilishimiz kerak sayyora plastmassadan ifloslanish. Garchi biz kundalik hayotimizda qayta ishlashni davom ettirishimiz va farzandlarimizni ham bunga undashimiz kerak. Bizga hali ham shaxsiy sa'y-harakatlarimiz bilan birga bo'ladigan yaxshi uzoq muddatli yechim kerak. Ushbu tadqiqot bizning eng katta muammolarimizdan birini hal qilishning boshlanishini ko'rsatadi sayyora duch kelmoqda.
***
Manba (lar)
Garri P va boshqalar. 2018. Plastmassani buzuvchi aromatik poliesterazning xarakteristikasi va muhandisligi. Milliy Fanlar Akademiyasi materiallari. https://doi.org/10.1073/pnas.1718804115
***
