Продължаващо проучване на инженери от Станфорд, в сътрудничество с изследователи от Китай, показва, че обикновените брашнести червеи могат безопасно да биоразграждат различни видове пластмаси.

ядат

Помислете за пластмасовата чаша от пяна. Всяка година американците изхвърлят 2,5 милиарда от тях. И все пак, тези отпадъци са само част от 33-те милиона тона пластмаса, която американците изхвърлят всяка година. По-малко от 10 процента от тази сума се рециклира, а останалата част представлява предизвикателства, вариращи от замърсяване на водата до отравяне на животни.

Влезте в могъщия червеи. Малкият червей, който е формата на ларвите на мрачния бръмбар, може да издържа на диета от стиропор и други форми на полистирол, според две съпътстващи проучвания в съавторство с Wei-Min Wu, старши инженер-изследовател в Департамента по гражданско право и екологично инженерство в Станфорд. Микроорганизмите в червата на червеите биоразграждат пластмасата в процеса - изненадващо и обнадеждаващо откритие.

"Нашите открития отвориха нова врата за решаване на глобалния проблем със замърсяването с пластмаса", каза Ву.

Документите, публикувани в „Наука и технологии за околната среда“, са първите, които предоставят подробни доказателства за бактериално разграждане на пластмасата в червата на животно. Разбирането как бактериите в брашнените червеи извършват този подвиг би могло да даде възможност за нови възможности за безопасно управление на пластмасовите отпадъци.

„Има вероятност наистина важни изследвания да излязат от странни места“, казва Крейг Кридъл, професор по гражданско и екологично инженерство, който контролира изследванията на пластмасите от Ву и други от Станфорд. "Понякога науката ни изненадва. Това е шок."

Пластмаса за вечеря

В лабораторията 100 брашнести червея изяждаха между 34 и 39 милиграма стиропор - около теглото на малко хапче - на ден. Червеите превръщат около половината от стиропора във въглероден диоксид, както биха го направили с всеки източник на храна.

В рамките на 24 часа те отделят по-голямата част от останалата пластмаса като биоразградени фрагменти, които приличат на малки заешки изпражнения. Хранителните червеи, хранени със стабилна диета от стиропор, са също толкова здрави, колкото тези, които се хранят с нормална диета, каза Ву, и техните отпадъци изглежда са безопасни за употреба като почва за посевите.

Изследователи, включително Ву, са показали в по-ранни изследвания, че восъчните червеи, ларвите на индийските метлици, имат микроорганизми в червата, които могат да биоразграждат полиетилен, пластмаса, използвана във филмови продукти като торбички за боклук. Новото изследване на брашнените червеи обаче е важно, тъй като се смята, че стиропорът не е биоразградим и е по-проблематичен за околната среда.

Изследователи, водени от Criddle, старши научен сътрудник в Института за околна среда в Станфорд Уудс, си сътрудничат в текущи проучвания с ръководителя на проекта и водещия автор на докладите Jun Yang от университета Beihang в Китай и други китайски изследователи. Заедно те планират да проучат дали микроорганизмите в брашнените червеи и други насекоми могат да биоразграждат пластмаси като полипропилен (използван в продукти, вариращи от текстил до автомобилни компоненти), микрозърна (малки парченца, използвани като ексфолианти) и биопластмаси (получени от възобновяеми източници на биомаса като царевица или метан от биогаз).

Като част от подхода „от люлка до люлка“, изследователите ще изследват съдбата на тези материали, когато се консумират от малки животни, които от своя страна се консумират от други животни.

Търсят морски вечери

Друга област на изследване може да включва търсене на морски еквивалент на брашнен червей за смилане на пластмаси, каза Кридъл. Пластмасовите отпадъци са особено загрижени в океана, където замърсяват местообитанията и убиват безброй морски птици, риби, костенурки и други морски обитатели.

Необходими са повече изследвания, за да се разберат условията, благоприятни за пластичното разграждане и ензимите, които разграждат полимерите. Това от своя страна може да помогне на учените да разработят по-мощни ензими за разграждане на пластмасата и да насочат производителите при проектирането на полимери, които не се натрупват в околната среда или в хранителните вериги.

Изследванията на пластмасата на Criddle първоначално са вдъхновени от проект от 2004 г. за оценка на осъществимостта на биоразградими строителни материали. Това разследване е финансирано от програмата за безвъзмездно финансиране на проекти за екологични проекти на Института Станфорд Уудс. Това доведе до стартирането на компания, която развива икономически конкурентна, нетоксична биопластика.

Съавтори на докладите, "Биоразграждане и минерализация на полистирол чрез пластмасови ядки. 1. Химични и физични характеристики и изотопни изпитвания" и "Биоразграждане и минерализация на полистирол чрез пластични ядки. 2. Роля на чревните микроорганизми," включват Yu Yang, Jun Yang, Lei Jian, Yiling Song и Longcheng Gao от университета Beihang и Jiao Zhao и Ruifu Yang от BGI-Shenzhen.

За повече експерти от Станфорд по инженерни и други теми посетете Станфордски експерти.

Контакт

Вей-Мин Ву, Инженерно училище: (650) 724-5310, [имейл защитен]

Крейг Кридъл, Инженерно училище: (650) 723-9032, [имейл защитен]

Роб Джордън, Институт за околна среда в Станфорд Уудс: (650) 721-1881, [имейл защитен]

Свързана информация

Актуализирайте абонамента си

Повече покритие в Станфорд