"Degradarea biologică rapidă a materialelor plastice din tractul intestinal din alimente de către viermi dezvăluie noua soartă a deșeurilor de plastic, care sunt eliminate în mediu." Profesorul Yang Jun al Universității de Aeronautică și Astronautică din Beijing.
Plasticul este în mod natural greu de degradat în mediu, iar polistirenul este unul dintre cele mai mari, deoarece, datorită greutății sale moleculare ridicate și stabilității ridicate, se crede în general că microorganismele nu pot degrada plasticul din polistiren. În 2015, un grup de cercetare al profesorului Yang Jun de la Universitatea de Aeronautică și Astronautică din Beijing și Dr. Zhao jiao din Shenzhen bgi a publicat împreună două lucrări de cercetare surorile în EnvironmentalScience & Technology, un jurnal de autoritate cu privire la disciplina mediului, care a dovedit că larvele polistirenului ungulat, cel mai greu material plastic care trebuie degradat.
Studiul a arătat că spuma de polistiren ca singură sursă de hrană, larvele viermilor galbeni pot supraviețui mai mult de o lună și, în cele din urmă, se pot transforma în adulți, din care polistirenul este complet degradat în CO2 sau asimilat grăsimii corporale a insectelor. Constatările oferă o imagine de ansamblu asupra problemei globale a poluării cu plastic.
Puzzle mondial pliant
Poluarea deșeurilor de plastic produse de industria petrochimică este o problemă globală de mediu. Cele mai multe materiale plastice sunt eliminate după ce sunt consumate o dată. Până în prezent, academicienii au crezut că produsele din plastic nu se pot descompune în mediul lor natural de zeci de ani până la sute de ani datorită structurii lor fizice și chimice stabile.
Profesorul Yang Jun a spus că în 2013, consumul mondial de 299 milioane de tone de plastic, din care plasticul din polistiren a reprezentat 7%, consumul anual de aproximativ 21 de milioane de tone, ambalarea obișnuită pentru prânz, căni de cafea și alte materiale care pot rezista la temperatura apa clocotită este polistiren. Studiile autorizate au arătat că polistirenul, plasticul se poate degrada în intervalul de 0,01-3% din comunitatea microbiană din sol, nămol, deșeuri în declin sau gunoi de grajd pe parcursul a patru luni.
În fiecare an, în întreaga lume se acumulează 40 de milioane de tone de deșeuri de plastic și aproximativ 2 milioane de tone de deșeuri de plastic se acumulează în China în fiecare an. Luați, de exemplu, filmul agricol, producția anuală de film agricol în China este de până la un milion de tone, iar rata anuală de creștere este de 10%, indiferent de culturile acoperite, toate solurile mulcite au un film rezidual. Conform statisticilor, cantitatea reziduală anuală de film agricol în China este de până la 350.000 de tone, cu o viteză reziduală a filmului de 42%. O cantitate mare de film rezidual rămâne în stratul de prelucrare de la 0 la 30 cm. Aceasta înseamnă că aproape jumătate din resturile de folii agricole din sol, siguranța alimentelor reprezintă un pericol ascuns major.
"Poate dura 200 până la 400 de ani pentru ca materialele plastice să se asimileze complet în sol de către microorganisme și să se degradeze în CO2 și apă pentru mineralizarea anorganică, rezultând acumularea în mediu." Profesorul Yang Jun a spus știrilor de seară Yangcheng.
Ajutați la greșeli
Echipa lui Yang a început studierea biodegradării materialelor plastice în 2005. Se concentrează în principal pe degradarea cea mai severă a polistirenului și a altor degradări ale plasticului.
Oamenii de știință au folosit anterior nevertebrate din sol, cum ar fi râme, pui, melci și melci, pentru a vedea dacă pot mânca materiale plastice. Când plasticele etichetate 14C au fost hrănite cu PVC, PE și PP, rezultatele au arătat că nu pot fi degradate.
Yang Jun crede că ideea materialelor plastice biodegradabile ar trebui extinsă, nu doar la microorganisme. Pot fi luate în considerare insecte lepidoptere și termite. Navele și cochiliile marine pot coroda polietilena și cablurile submarine.
Un studiu realizat în 2014 din Yang Jun a constatat că viermii de ceară (larvele indiene de curățare) pot mesteca și consuma folie de polietilenă PE, iar intestinele larvele au fost izolate pentru a degrada două tulpini de film de PE, și anume enterobacterium YT1 și bacil YP1. Echipa a descoperit apoi că larva alimentară era mai mult un animal animal mai mare decât viermii de ceară (de obicei 35 mm lungime și 3 mm lățime) și putea folosi polistirenul ca un singur aliment. Intestinele galbene comestibile au patru etape ale vieții: ouă, larve, pupe și adulți.
Viermii de mâncare, cunoscuți și sub denumirea de viermi de dietă, aparțin speciilor Coleoptera, Coleoptera, mealopteridae, brad (mealopteris). Originar din America de Nord, a fost introdus în China de Uniunea Sovietică în 1950. Produsul său uscat conține 30% grăsimi, conține proteine cu până la 50% mai mari, conține în continuare diverse elemente precum fosfor, potasiu, fier. Larvele de brad galben uscate conțineau aproximativ 40% proteine, pupele 57% proteine și viermii adulți 60% proteine.
În China, viermii alimentari galbeni sunt foarte asemănători cu omidele viermilor de mătase. Oamenii le pot consuma, prăji sau folosi direct ca hrană. Scorpionii, centipedele, scoicile, șerpii, peștii tropicali și peștii aurii care au fost hrăniți cu flori galbene nu numai că cresc rapid și au o rată de supraviețuire ridicată, dar au și o rezistență puternică la boli și îmbunătățesc foarte mult fertilitatea. Creșterea galbenelor galbene este foarte simplă, fermierii pot folosi ovăz proaspăt, tărâțe de grâu, mere în creștere.
Compoziția insectelor mănâncă plastic
Echipa profesorului Yang a cumpărat materiale plastice din polistiren de la sanspec yanshan fără aditivi sau catalizatori. Probele de plastic din polistiren etichetat alfa 13C și beta 13C sunt achiziționate din Statele Unite. Viermii comestibili galbeni sunt cumpărați de la fermele de insecte din Daxing, Beijing și Qinhuangdao din provincia Hebei și sunt crescuți pentru cereale. Această insectă are 3-4 ani (adică își pierde pielea de 3-4 ori).
Viermii comestibili galbeni sunt așezați într-un recipient din plastic din polipropilenă cu blocuri de spumă. Un experimentator care măsoară în mod regulat nebuloasa pulbere galbenă consumată, grupul martor este o insectă pulbere galbenă care a crescut pe tărâțe de grâu, un experiment obișnuit de 500 de insecte pulbere galbene cu 5,8 g de bule este singurul aliment într-o stare controlată a serii păstrate separat 25 ± 1 ° C, 80 +/- 2% umiditate și stăpânește din ciclurile de lumină/întuneric). În timpul incubației, viermii comestibili galbeni morți sunt îndepărtați imediat.
În experimentul lui Yang jun și colab. au hrănit larvele alimentelor galbene cu plastic spumant ca singură sursă de hrană. În comparație cu larvele normale (tărâțe) și tulburări gastrice, sa constatat că timp de 16 zile în perioada experimentală a existat o creștere semnificativă a greutății uscate a larvei, în timp ce acestea nu sunt ca larvele normale de hrănire (+ 33,6%), doar o cantitatea mică crescută cu 0,2% se datorează faptului că, în comparație cu tărâțele, conținutul de spumă de plastic și valoarea nutrițională scăzută), dar, de asemenea, nu ca larvă, greutatea uscată a tulburării stomacale în mod semnificativ (24,9%) și compară rata de supraviețuire a hrănirii larvelor de plastic și tărâțe între cele două grupuri, nu există nicio diferență evidentă.
100 icter poate consuma 34 până la 39 miligrame de polistiren pe zi. În timpul experimentului de 16 zile, 47,7% din plasticul spumat consumat de viermi a fost transformat în CO2. Restul de particule biodegradabile (aproximativ 49,2%) au fost transformate în fecale de iepure și excretate din corp. Testele care utilizează materiale plastice din polistiren marcate cu alfa 13C sau beta 13C arată că sunt mineralizate în dioxid de carbon și lipide marcate cu carbon-13. Spuma de polistiren din tractul intestinal al larvelor se va degrada în 24 de ore.
Larvele, care folosesc spuma de polistiren ca singur aliment, se dezvoltă în crustacee, la fel cum viermii sănătoși care au fost hrăniți cu o dietă normală (tărâțe de grâu) o fac după o lună. Viermii comestibili galbeni au mâncat găuri în spumă. După trecerea prin viermi intestinali, structura chimică și compoziția spumei de plastic se schimbă. Spectrele GPC și c-13 RMN și spectrele tg ftir au fost utilizate pentru a confirma că moleculele de polistiren cu lanț lung din tractul intestinal al larvelor au fost perturbate pentru a forma metaboliți ai insectelor și excretate în materiile fecale.
Mai mult, bacteriile YT2 degradante din polistiren (exiguobacterium sp.yt2) au fost izolate din tractul intestinal al larvelor folosind polistirenul ca sursă unică de carbon. Tulpina a fost păstrată în Centrul General de Microbiologie și în Banca Națională de Gene a Comitetului chinez pentru conservarea și gestionarea speciilor microbiene și este prima bacterie degradantă a polistirenului raportată că a fost păstrată în Centrul Internațional.
Puteți mânca toate materialele plastice prin pliere
Echipa de cercetare a propus un mecanism pentru degradarea polistirenului prin hrănirea larvelor de pulbere galbenă de către rozătoare. Mai întâi, plasticul spumant a fost mestecat în bucăți mici de larve de pulbere galbenă și absorbit în tractul intestinal. În cea de-a doua etapă, acțiunea de mestecat crește aria de contact dintre spuma de polistiren și microorganisme și enzimele extracelulare. Fragmentele primite sunt depolimerizate în continuare în mici produse moleculare sub acțiunea enzimelor extracelulare secretate de microorganismele intestinale. În cea de-a treia etapă, aceste mici produse moleculare sunt în continuare degradate și asimilate pentru a forma propriile țesuturi ale larvelor sub acțiunea diferitelor bacterii enzimatice și a propriilor enzime ale larvelor. Pasul 4: Spumele reziduale și unele substanțe intermediare de degradare sunt amestecate cu unele microorganisme intestinale, care sunt excretate din corp sub formă de fecale de insecte. Materialele plastice cu spumă pot fi degradate în continuare în fecalele insectelor.