Грибы против пластика: найден новый способ борьбы с загрязнением природы
Сегодня в мире 28 % всех пластиковых отходов сделаны из полипропилена. Его широко применяют при создании упаковки и мебели, игрушек и одежды, автомобилей и бытовой техники. Перерабатывается при этом только 1 % этого полимера, но в Австралии нашли оригинальный способ сократить его вредное воздействие на окружающую среду.
Полипропилен (ПП) очень прочный, износостойкий, эластичный и при этом недорогой материал, которому можно придать любую форму и цвет. Поэтому его можно встретить и в быту, и на производствах. В частности, из него делают одноразовую посуду и упаковку, которые и становятся одними из главных загрязнителей. В почве этот термопластичный полимер разлагается более 500 лет, а в воде, возможно, и больше. При утилизации ПП методом пиролиза в атмосферу попадают ядовитые вещества. Как спасти Землю от нанопластика, который регулярно попадает в организм человека через пищу вместе с овощами и мясом?
Зерна полипропилена
Фото: © Afanasiev Andrii / Shutterstock / FOTODOM
Первые успехи
Ученые из The University of Sydney нашли экологически чистый способ разложения полипропилена. Для этого они использовали распространенные в почве и растениях крошечные грибы Aspergillus terreus и Engyodontium album. В лабораторных условиях за 30 дней инкубации количество пластика удалось сократить на 21 % и на 25–27 % за 90 дней. Результаты работы опубликованы в научном журнале Materials Degradation.
В ходе исследования полипропилен в различных формах сначала подвергали одному из трех типов обработки: ультрафиолетом, теплом или реагентом Фентона. Затем в чашках Петри грибки наносили на пластик, а степень разложения определяли с помощью микроскопа. При этом оценка того, как именно грибки разлагают полимер и происходит ли в это время метаболизм, не проводилась.
Ученые намерены продолжить исследования, чтобы повысить эффективность поглощения полипропилена грибками, а затем масштабировать технологию для коммерческого применения.
Большая пластиковая проблема
«Пластиковое загрязнение, безусловно, является одной из главных экологических проблем современности. Подавляющее большинство пластиков не перерабатывается должным образом, поэтому они часто оказываются в наших океанах, реках и на свалках. По оценкам специалистов, 109 млн тонн пластика скопилось в реках мира, а 30 млн тонн — в Мировом океане, причем его количество скоро превысит общую массу рыбы», — говорит ведущий автор исследования из University of Sydney’s School of Chemical and Biomolecular Engineering докторант Амира Фарзана Самат.
К 2050 году в океане пластика будет больше, чем рыбы
ЧитатьПо словам исследователей, полипропилен так редко перерабатывают из-за того, что он часто оказывается загрязнен другими материалами и пластмассами. Для этого требуются новые методы утилизации с минимальным воздействием на окружающую среду.
«Грибы невероятно универсальны и, как известно, способны расщеплять практически все субстраты. Эта их суперспособность обусловлена умением вырабатывать мощные ферменты для расщепления субстратов на более простые молекулы, которые затем поглощаются грибковыми клетками», — поясняет соавтор исследования эксперт в области микологии профессор Ди Картер.
Колонии плесневых грибов Aspergillus terreus
Фото: © Kateryna Kon / Shutterstock / FOTODOM
Ученый напоминает, что когда-то грибы смогли эволюционировать и научились расщеплять древесину. Сегодня мы уже видим, что они могут расти на обивке мебели, на швах между плитками, занавесках для душа или фарах автомобилей. Некоторые из них даже способны разлагать «вечные химикаты», хотя этот процесс пока изучен не до конца.
Что такое «вечные химикаты»?
Так называют группу из 14 тысяч перфторалкильных и полифторалкильных веществ (PFAS), которые широко применяют в самых разных областях с 1940-х годов. Их ценят за невероятную устойчивость к воздействию окружающей среды. Поэтому «вечные химикаты» используют для создания верхней одежды, пены для огнетушителей, ковров, пищевой упаковки, бумажных стаканчиков, водостойких лаков, водооталкивающих поверхностей, полирующих, чистящих и косметических средств.
Но из-за все той же стойкости они не разлагаются естественным путем, оседая в почве и воде. Они могут находиться даже в воздухе — в домах и общественных учреждениях. Кроме того, эти вещества накапливаются в нашей крови и вызывают проблемы со здоровьем, в том числе осложнения при COVID-19. Единственный способ вывести их из организма — донорство крови.
Ученые считают, что в Мировом океане гораздо меньше пластика, чем можно было бы ожидать, исходя из уровней его производства и утилизации. Это дает основание полагать, что частично он мог быть уничтожен морскими грибами. Так, завершив первый этап исследования с грибками, группа австралийских ученых выделила микроорганизмы из морской воды и применила свой способ уже с ними. Причем их эффективность оказалась даже выше, результаты исследований опубликуют уже этим летом.
Фикопельтис — природный индикатор пластикового загрязнения Черного моря?
ЧитатьПримечательно, что в прошлом году ученые из китайской Академии наук нашли морской гриб, который за четыре месяца способен разложить на 95 % почти любой пластик, а с полиэстером и полиуретаном может справиться за две недели.
Способность некоторых бактерий разлагать пластики еще в 2021 году выявили специалисты Всероссийского научно-исследовательского института авиационных материалов совместно с учеными ФИЦ Биотехнологии РАН. В больших количествах такие микроорганизмы находятся в сточных водах нефтехимических предприятий, а не в чистой пресной и морской воде, и способны к биодеструкции полиэтилена, полиэтилентерефталата и полистирола.
