Tha luchd-rannsachaidh air enzyme a chomharrachadh agus innleachadh a dh’ fhaodas cuid den truailleadh as cumanta againn a chnàmh agus ithe plastics a’ toirt dòchas airson ath-chuairteachadh agus sabaid truailleadh
Truailleadh plastics an dùbhlan àrainneachdail as motha air feadh an t-saoghail ann an cruth plastaig truailleadh agus tha am fuasgladh as fheàrr air an duilgheadas seo fhathast do-ruigsinneach. Mhòr-chuid plastics air an dèanamh le peatrail no gas nàdarrach a tha nan goireasan neo-ath-nuadhachail a thathas a’ toirt a-mach agus a’ giullachd a’ cleachdadh dhòighean lùth-dian. Mar sin, tha an saothrachadh agus an riochdachadh fhèin gu math millteach airson eag-shiostaman cugallach. Bidh sgrios plastaig (gu ìre mhòr le losgadh) ag adhbhrachadh èadhar, uisge agus fearann truailleadh. Chaidh timcheall air 79 sa cheud de phlastaig a chaidh a dhèanamh thairis air na 70 bliadhna a dh’ fhalbh a thilgeil air falbh, an dàrna cuid gu làraich lìonadh-talmhainn no a-steach don àrainneachd choitcheann agus chan eil ach mu naoi sa cheud air ath-chuairteachadh leis a’ chòrr air a losgadh. Tha am pròiseas losgaidh seo a’ toirt luchd-obrach so-leònte gu ceimigean puinnseanta a tha a’ toirt a-steach stuthan a dh’ adhbhraicheas aillse. Thathas ag ràdh gu bheil timcheall air 51 trillion mìrean microplastic anns na cuantan agus gu bheil iad a’ lughdachadh beatha na mara gu slaodach. Bidh cuid de na microparticles plastaig air an sèideadh air falbh san adhar a tha a’ leantainn gu truailleadh agus tha fìor chomas ann gum faodadh sinn a bhith gan inhaladh. Cha b’ urrainn do dhuine sam bith a bhith air ro-innse anns na 1960n gum biodh teachd is mòr-chòrdte plastaic na eallach aon latha le sgudal mòr plastaig a lorgar a’ seòladh anns na cuantan brèagha againn, san adhar agus air a dhumpadh air ar tìrean luachmhor.
Plastic is e pacadh an cunnart as motha agus an cleachdadh as truaillidh de phlastaig. Ach is e an duilgheadas a th’ ann gu bheil baga plastaig anns a h-uile àite, air a chleachdadh airson a h-uile adhbhar beag agus nach eil smachd sam bith air a chleachdadh. Chan eil an seòrsa seo de phlastaig synthetigeach a’ bith-mhilleadh, an àite sin dìreach a’ suidhe agus a’ cruinneachadh ann an lìonadh-fearainn agus a’ cur ri àrainneachd truailleadh. Tha iomairtean air a bhith ann airson “casg plastaig iomlan”, gu sònraichte polystyrene a thathas a’ cleachdadh ann am pacadh. Ach, chan eil seo a’ leantainn gu toraidhean a thathar ag iarraidh leis gu bheil plastaig fhathast uile-làthaireach ann an talamh, èadhar agus uisge agus a’ sìor fhàs. Sàbhailte a ràdh gur dòcha nach bi plastaig eadhon ri fhaicinn don t-sùil rùisgte fad na h-ùine ach tha e anns a h-uile àite! Tha e mì-fhortanach nach urrainn dhuinn dèiligeadh ri duilgheadas ath-chuairteachadh agus faighinn cuidhteas stuthan plastaig.
Ann an sgrùdadh a chaidh fhoillseachadh ann Gnìomhan Acadamaidh Nàiseanta nan Saidheansan SA, tha luchd-rannsachaidh air lorg nàdarrach aithnichte enzyme a tha ag ithe plastaig. B’ e cothrom a lorg a bha seo fhad ‘s a bha iad a’ sgrùdadh structar enzyme a chaidh a lorg ann an sgudal deiseil airson ath-chuairteachadh aig ionad ann an Iapan. Tha an enzyme seo ris an canar Ideonella sakaiensis 201-F6, comasach air PET plastaig peutant no terephthalate polyethylene “ithe” no “biadhadh” a thathas a ’cleachdadh gu cumanta ann am milleanan de thunnaichean de bhotail phlastaig. Leig an enzyme gu bunaiteach le bacterium am plastaig a lughdachadh mar stòr bìdh. Chan eil fuasglaidhean ath-chuairteachaidh ann an-dràsta airson PET agus bidh botail plastaig air an dèanamh le PET a’ leantainn airson còrr air ceudan de bhliadhnaichean san àrainneachd. Tha an sgrùdadh seo air a stiùireadh le sgiobaidhean aig Oilthigh Portsmouth agus Saotharlann Lùth Ath-nuadhachail Nàiseanta Roinn Cumhachd na Stàitean Aonaichte (NREL) air dòchas mòr a chruthachadh.
B 'e an t-amas tùsail structar criostail trì-mheudach an einnsein nàdarra seo (ris an canar PETase) a dhearbhadh agus am fiosrachadh seo a chleachdadh gus tuigsinn mar a tha an enzyme seo ag obair. Chleachd iad beam dian de X-ghathan - a tha 10 billean uair nas gile na a’ ghrian - gus an structar a shoilleireachadh agus dadaman fa-leth fhaicinn. Thug na sailean cumhachdach seo comas do obrachadh a-staigh an enzyme a thuigsinn agus thug iad seachad planaichean ceart gus a bhith comasach air einnseanan nas luaithe agus nas èifeachdaiche a innleachadh. Chaidh innse gu bheil PETase a’ coimhead glè choltach ri enzym eile ris an canar cutinase ach a-mhàin gu bheil feart sònraichte aig PETase agus làrach gnìomhach nas “fosgailte”, a thathas a’ smaoineachadh a ghabhas ri polymers dèanta le daoine (an àite an fheadhainn nàdarra). Chomharraich na h-eadar-dhealachaidhean sin sa bhad gum faodadh PETase a bhith nas adhartaiche gu sònraichte ann an àrainneachd anns a bheil PET agus mar sin dh’ fhaodadh e PETase a lughdachadh. Dh’atharraich iad làrach gnìomhach PETase gus am biodh e a’ coimhead nas coltaiche ri cutinase. B ’e toradh gu tur ris nach robh dùil a bh’ ann às deidh sin, bha e comasach don mutant PETase PET a lughdachadh eadhon nas fheàrr na am PETase nàdurrach. Mar sin, anns a 'phròiseas a bhith a' tuigsinn agus a 'feuchainn ri comas an enzyme nàdarra a leasachadh, chrìochnaich luchd-rannsachaidh gu tubaisteach einnsean ùr a bha eadhon na b' fheàrr na an enzyme nàdarra ann a bhith a 'briseadh sìos PET. plastics. Dh'fhaodadh an enzyme seo cuideachd polyethylene furandicarboxylate, no PEF, a tha stèidhichte air bith-ionad airson plastaic PET a mhilleadh. Faodar na h-innealan airson innleadaireachd enzyme agus mean-fhàs a chuir an sàs gu leantainneach airson tuilleadh leasachaidh. Tha luchd-rannsachaidh a’ coimhead air dòigh air an enzyme a leasachadh gus an gabhadh a ghnìomh a thoirt a-steach do stèidheachadh gnìomhachais cumhachdach mòr. Tha am pròiseas innleadaireachd gu math coltach ri enzymes a thathas a’ cleachdadh an-dràsta ann an innealan-glanaidh bith-nighe no ann a bhith a’ dèanamh bith-chonnadh. Tha an teicneòlas ann agus mar sin bu chòir comas obrachaidh gnìomhachais a choileanadh anns na bliadhnaichean ri teachd.
Tha feum air tuilleadh rannsachaidh gus cuid de thaobhan den sgrùdadh seo a thuigsinn. An toiseach, bidh an enzyme a’ briseadh sìos pìosan plastaig nas motha gu pìosan nas lugha, agus mar sin bidh e a’ toirt taic do ath-chuairteachadh bhotail phlastaig ach feumar a’ phlastaig seo uile fhaighinn air ais an toiseach. Dh’ fhaodadh am plastaig “nas lugha” seo nuair a gheibhear e air ais a chleachdadh gus an tionndadh air ais gu botail phlastaig. Chan urrainn don enzyme “a dhol a lorg plastaig leis fhèin” san àrainneachd. Is dòcha gur e aon roghainn a thathar a’ moladh an enzym seo a chur a-steach do chuid de bacteria a dh’ fhaodadh tòiseachadh air plastaig a bhriseadh sìos aig ìre nas àirde fhad ‘s a dh’ aindeoin teòthachd àrd. Cuideachd, feumar fhathast buaidh fad-ùine an enzyme seo a thuigsinn.
Bhiodh buaidh fuasgladh cho ùr-ghnàthach airson dèiligeadh ri sgudal plastaig glè àrd aig ìre cruinne. Tha sinn air a bhith a’ feuchainn ri dèiligeadh ris an duilgheadas plastaig a-riamh bho thàinig am plastag fhèin a-steach. Tha laghan air a bhith ann a tha a’ toirmeasg cleachdadh aon-phlastaig agus cuideachd tha plastaig ath-chuartaichte a-nis nas fheàrr anns a h-uile àite. Tha eadhon ceumannan beaga leithid casg air pocannan giùlain plastaig ann am mòr-bhùthan air a bhith air feadh nam meadhanan. Is e a’ phuing, feumaidh sinn a bhith ag obair gu sgiobalta ma tha sinn airson ar gleidheadh phlanaid bho phlastaig truailleadh. Ged a dh’ fheumas sinn cumail oirnn a’ gabhail ri ath-chuairteachadh nar beatha làitheil agus ar clann a bhrosnachadh gu sin a dhèanamh cuideachd. Tha feum againn fhathast air deagh fhuasgladh fad-ùine a dh’ fhaodas a dhol làmh ri làimh leis na h-oidhirpean againn fhèin. Tha an rannsachadh seo a’ comharrachadh toiseach tòiseachaidh airson dèiligeadh ri aon de na duilgheadasan as motha a tha againn phlanaid tha 'na aghaidh.
***
Stòr (an)
Harry P et al. 2018. Caractar agus innleadaireachd polyesterase cùbhraidh plastaig-crìonadh. Gnìomhan Acadamaidh Nàiseanta nan Saidheansan. https://doi.org/10.1073/pnas.1718804115
***
