Watafiti wamegundua na kuunda kimeng'enya ambacho kinaweza kusaga na kutumia baadhi ya uchafuzi wetu unaojulikana sana. plastiki kutoa tumaini la kuchakata tena na kupigana uchafuzi wa mazingira
Kichafua plastiki ni changamoto kubwa ya kimazingira duniani kote katika mfumo wa plastiki uchafuzi wa mazingira na suluhisho mojawapo la tatizo hili bado ni ngumu. Wengi plastiki hutengenezwa kwa mafuta ya petroli au gesi asilia ambayo ni rasilimali zisizorejesheka ambazo hutolewa na kusindika kwa kutumia mbinu zinazotumia nishati nyingi. Kwa hivyo, utengenezaji na uzalishaji wao yenyewe ni hatari sana kwa mifumo dhaifu ya ikolojia. Uharibifu wa plastiki (hasa kwa kuchomwa moto) husababisha hewa, maji na ardhi uchafuzi wa mazingira. Takriban asilimia 79 ya plastiki iliyotengenezwa kwa muda wa miaka 70 iliyopita imetupwa, ama kwenye maeneo ya kutupia taka au katika mazingira ya jumla huku ni takribani asilimia tisa tu ndiyo inasindikwa tena huku nyingine ikiteketezwa. Utaratibu huu wa uteketezaji huwahatarisha wafanyikazi kwa kemikali zenye sumu ambazo ni pamoja na vitu vinavyoweza kusababisha saratani. Bahari hizo zinasemekana kuwa na chembe ndogo zaidi trilioni 51 na zinaharibu viumbe vya baharini polepole. Baadhi ya chembe ndogo za plastiki hupeperushwa hewani kuelekea uchafuzi wa mazingira na ni uwezekano wa kweli kwamba tunaweza kuwa tunawavuta. Hakuna mtu ambaye angeweza kutabiri katika miaka ya 1960 kwamba ujio na umaarufu wa plastiki siku moja ungekuwa mzigo wa taka kubwa za plastiki zilizopatikana zikielea katika bahari zetu nzuri, hewa na kutupwa kwenye ardhi yetu ya thamani.
plastiki ufungashaji ndio tishio kubwa na matumizi mabaya zaidi ya plastiki. Lakini shida ni kwamba mfuko wa plastiki uko kila mahali, hutumiwa kwa kila kusudi kidogo na hakuna udhibiti wa matumizi yake. Aina hii ya plastiki ya syntetisk haiharibiki kibiolojia, badala yake hukaa tu na kujilimbikiza kwenye taka na kuchangia mazingira. uchafuzi wa mazingira. Kumekuwa na mipango ya "marufuku kamili ya plastiki", hasa polystyrene ambayo hutumiwa katika ufungaji. Walakini, hii haileti matokeo yanayotarajiwa kwani plastiki bado iko kila mahali katika ardhi, hewa na maji na inakua kila wakati. Ni salama kusema kwamba plastiki inaweza hata isionekane kwa macho kila wakati lakini iko kila mahali! Inasikitisha kwamba hatuwezi kutatua tatizo la kuchakata tena na kuondoa nyenzo za plastiki.
Katika utafiti uliochapishwa katika Kesi za Chuo cha Kitaifa cha Sayansi USA, watafiti wamegundua asili inayojulikana enzyme ambayo hula kwenye plastiki. Huu ulikuwa ugunduzi wa bahati walipokuwa wakichunguza muundo wa kimeng'enya ambacho kilipatikana kwenye taka tayari kwa kuchakatwa katika kituo kimoja huko Japani. Kimeng'enya hiki kiitwacho Ideonella sakaiensis 201-F6, kinaweza "kula" au "kulisha" plastiki iliyo na hati miliki ya PET au polyethilini terephthalate ambayo hutumiwa sana katika mamilioni ya tani za chupa za plastiki. Kimeng'enya kimsingi kiliruhusu bakteria kuharibu plastiki kama chanzo chao cha chakula. Hakuna suluhu za kuchakata kwa sasa kwa PET na chupa za plastiki zilizotengenezwa kwa PET zinaendelea kwa zaidi ya mamia ya miaka katika mazingira. Utafiti huu ulioongozwa na timu katika Chuo Kikuu cha Portsmouth na Maabara ya Kitaifa ya Nishati Mbadala ya Idara ya Marekani (NREL) umetoa matumaini makubwa.
Kusudi la asili lilikuwa kuamua muundo wa fuwele wa pande tatu wa kimeng'enya hiki asilia (kinachoitwa PETase) na kutumia habari hii kuelewa jinsi kimeng'enya hiki kinavyofanya kazi. Walitumia miale mikali ya X-rays - ambayo inang'aa mara bilioni 10 kuliko jua - ili kufafanua muundo na kuona atomi za kibinafsi. Mihimili hiyo yenye nguvu iliwezesha kuelewa utendakazi wa ndani wa kimeng'enya na kutoa michoro sahihi ili kuweza kutengeneza vimeng'enya kwa haraka na kwa ufanisi zaidi. Ilifunuliwa kwamba PETase inaonekana sawa na kimeng'enya kingine kinachoitwa cutinase isipokuwa PETase ina kipengele maalum na tovuti "iliyo wazi" zaidi, ambayo inadhaniwa kuchukua polima zinazotengenezwa na binadamu (badala ya zile za asili). Tofauti hizi mara moja zilionyesha kwamba PETase inaweza kubadilishwa zaidi hasa katika mazingira yenye PET na hivyo inaweza kuharibu PET. Walibadilisha tovuti inayotumika ya PETase ili kuifanya ionekane zaidi kama cutinase. Kilichofuata ni matokeo ambayo hayakutarajiwa kabisa, kibadilishaji cha PETase kiliweza kuharibu PET bora zaidi kuliko PETase asilia. Kwa hivyo, katika mchakato wa kuelewa na kujaribu kuboresha uwezo wa kimeng'enya asilia, watafiti walimaliza kwa bahati mbaya kutengeneza kimeng'enya kipya ambacho kilikuwa bora zaidi kuliko kimeng'enya asilia katika kuvunja PET. plastiki. Kimeng'enya hiki kinaweza pia kuharibu polyethilini furandicarboxylate, au PEF, kibadala cha kibayolojia cha plastiki za PET. Hii ilileta matumaini ya kukabiliana na substrates nyingine kama PEF (Polyethilini Furanoate) au hata PBS (Polybutylene succinate). Zana za uhandisi wa kimeng'enya na mageuzi zinaweza kutumika mara kwa mara kwa uboreshaji zaidi. Watafiti wanatafuta njia ya kuboresha kimeng'enya ili kazi yake iweze kuingizwa katika usanidi wa nguvu wa viwanda vikubwa. Mchakato wa kihandisi unafanana sana na vimeng'enya ambavyo kwa sasa vinatumika katika sabuni za kuosha kibiolojia au katika utengenezaji wa nishati ya mimea. Teknolojia ipo na kwa hivyo uwezekano wa viwanda unapaswa kupatikana katika miaka ijayo.
Utafiti zaidi unahitajika ili kuelewa baadhi ya vipengele vya utafiti huu. Kwanza, kimeng'enya hugawanya vipande vikubwa vya plastiki katika vipande vidogo, kwa hivyo inasaidia urejelezaji wa chupa za plastiki lakini plastiki hii yote inahitaji kurejeshwa kwanza. Plastiki hii "ndogo" ikipatikana inaweza kutumika kuzirejesha kwenye chupa za plastiki. Kimeng'enya hakiwezi "kwenda na kutafuta plastiki peke yake" katika mazingira. Chaguo moja lililopendekezwa linaweza kuwa kupanda kimeng'enya hiki kwenye baadhi ya bakteria ambayo inaweza kuanza kuvunja plastiki kwa kiwango cha juu zaidi huku ikistahimili halijoto ya juu. Pia, athari ya muda mrefu ya kimeng'enya hiki bado inahitaji kueleweka.
Athari za suluhisho kama hilo la kibunifu la kushughulikia taka za plastiki zingekuwa za juu sana katika kiwango cha kimataifa. Tumekuwa tukijaribu kukabiliana na tatizo la plastiki tangu ujio wa plastiki yenyewe. Kumekuwa na sheria zinazopiga marufuku matumizi ya plastiki moja na pia plastiki iliyorejelewa sasa inapendelewa kila mahali. Hata hatua ndogo kama vile kupiga marufuku mifuko ya plastiki katika maduka makubwa imekuwa kwenye vyombo vya habari. Jambo ni kwamba, tunahitaji kuchukua hatua haraka ikiwa tungependa kuhifadhi yetu sayari kutoka kwa plastiki uchafuzi wa mazingira. Ingawa ni lazima tuendelee kutumia urejeleaji katika maisha yetu ya kila siku huku tukiwahimiza watoto wetu kufanya hivyo pia. Bado tunahitaji suluhisho zuri la muda mrefu ambalo linaweza kwenda sambamba na juhudi zetu binafsi. Utafiti huu unaashiria mwanzo wa kushughulikia moja ya shida kubwa ambayo yetu sayari inakabiliwa.
***
{Unaweza kusoma karatasi asili ya utafiti kwa kubofya kiungo cha DOI kilichotolewa hapa chini katika orodha ya (vyanzo) vilivyotajwa}
Chanzo (s)
Harry P na wenzake. 2018. Tabia na uhandisi wa polyesterase yenye kunukia ya plastiki yenye kunukia. Kesi za Chuo cha Kitaifa cha Sayansi. https://doi.org/10.1073/pnas.1718804115
