มลพิษจากพลาสติกอยู่นอกเหนือการควบคุมในแต่ละปี มีโพลิเมอร์สังเคราะห์มากกว่า 8 ล้านตันลงสู่มหาสมุทร ขณะที่บางส่วนจมลงสู่พื้น กลับสู่ชายฝั่ง หรือสะสมในที่ห่างไกล ส่วนประกอบสำคัญนี้ไม่สามารถคำนวณได้ง่ายนัก
การทดลองในห้องแล็บได้แสดงให้เห็นว่าแบคทีเรียในทะเลชนิดหนึ่งที่รู้จักกันในชื่อ Rhodococcus ruber สามารถย่อยสลายและย่อยพลาสติกที่ทำจากโพลิเอธิลีน (PE) ได้ช้าๆ
PE เป็นพลาสติกที่ถูกผลิตมากที่สุดในโลก ซึ่งส่วนใหญ่ใช้ในบรรจุภัณฑ์ และแม้ว่าจะยังไม่เป็นที่แน่ชัดว่า R. ruber จะเคี้ยวของเสียเหล่านี้ในป่าหรือไม่ แต่ผลการวิจัยใหม่ยืนยันว่าอย่างน้อยที่สุดก็สามารถทำได้
การศึกษาก่อนหน้านี้พบสายพันธุ์ของ R. ruber ที่ลอยอยู่ในฟิล์มเซลล์หนาแน่นบนพลาสติกในทะเล ยิ่งไปกว่านั้น การวิจัยเบื้องต้นในปี 2549 ชี้ให้เห็นว่าพลาสติกที่อยู่ใต้ R. ruber นั้นสลายตัวในอัตราที่เร็วกว่าปกติ
การศึกษาใหม่ที่ตีพิมพ์ในวารสาร Marine Pollution Bulletin ยืนยันว่าเป็นเช่นนั้น
ขณะที่อีกหนึ่งนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเทกซัสในออสตินค้นพบเอนไซม์ธรรมชาติ ‘PETase’ ที่ย่อยสลายพลาสติกได้อย่างรวดเร็ว โดยใช้ปัญญาประดิษฐ์ (AI) วิศวกรรมเคมี และชีววิทยาสังเคราะห์ในการทำเครื่องย่อยสลายพลาสติกขึ้นมา ซึ่งนักวิทยาศาสตร์คิดว่ามันสามารถปฏิวัติวิธีการจัดการกับขยะของเราได้
PET ซึ่งย่อมาจาก Polyethylene terephthalate ซึ่งเป็นชื่อทางเคมีของโพลีเอสเตอร์ (Polyester) คือ พลาสติกที่ใส แข็งแรง และน้ำหนักเบา และใช้กันอย่างแพร่หลายในบรรจุภัณฑ์อาหาร และขวดพลาสติก โดย ‘PETase’ ได้ชื่อมาจากความสามารถในการย่อยสลายพลาสติก PET เหล่านี้
นักวิจัยปรับ PETase เพื่อสร้างเอนไซม์ใหม่ที่เรียกว่า FAST-PETase ซึ่งช่วยให้แบคทีเรียมีความสามารถในการรีไซเคิลขยะพลาสติกได้อย่างมีประสิทธิภาพ เนื่องจากพลาสติกคิดเป็น 8% ของขยะมูลฝอยทั้งหมดทั่วโลก และเอนไซม์ชนิดใหม่นี้เน้นที่การทำลาย นี่จึงเป็นการค้นพบที่สำคัญ
พลาสติกส่วนใหญ่ประมาณ 90% ไม่ผ่านการรีไซเคิลและจบลงด้วยการฝังกลบ ซึ่งสามารถกรองสารเคมีที่มีอายุการใช้งานยาวนานลงสู่พื้นดิน หรือถูกเผาหรือทำลายด้วยค่าใช้จ่ายด้านพลังงานจำนวนมากและก่อให้เกิดมลพิษมากมาย ขณะที่เอนไซม์นี้ใช้พลังงานน้อยกว่ามากในการผลิตและทำงานได้อย่างรวดเร็ว
พลาสติกที่มีอายุการใช้งานเกือบ 500 ปีในหลุมฝังกลบสามารถย่อยสลายได้ในหนึ่งวันโดยแบคทีเรียที่มี FAST-PETase และกลายเป็นสิ่งที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้
ฮาล อัลเปอร์ ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเคมีแห่ง UT Austin กล่าวกับ UT News ว่า ความเป็นไปได้ของการค้นพบนี้ไม่มีที่สิ้นสุด
อัลเปอร์กล่าวว่า นอกเหนือจากอุตสาหกรรมการจัดการขยะที่ชัดเจนแล้ว สิ่งนี้ยังเปิดโอกาสให้บริษัทจากทุกภาคส่วนเป็นผู้นำในการรีไซเคิลผลิตภัณฑ์ของตน เราสามารถเริ่มจินตนาการถึงเศรษฐกิจพลาสติกหมุนเวียนที่แท้จริงได้
นักวิทยาศาสตร์ที่ UT Austin กำลังเพิ่มการผลิตสำหรับการใช้งานจริง พวกเขาเห็นว่าผลิตภัณฑ์นี้ช่วยทำความสะอาดหลุมฝังกลบ อุตสาหกรรมที่มีของเสียสูง และพื้นที่ธรรมชาติที่เป็นมลพิษในอนาคต
อย่างไรก็ดี นักวิทยาศาสตร์บางคนไม่แน่ใจว่าเป็นความคิดที่ดี เอนไซม์และแบคทีเรียที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมที่ทำลายพลาสติกอาจฟังดูเป็นวิธีที่ดีในการทำให้ขยะของเราหมดไป แต่ผู้เชี่ยวชาญบางคนกังวลเกี่ยวกับผลข้างเคียงที่ไม่ได้ตั้งใจต่อระบบนิเวศทางธรรมชาติและห่วงโซ่อาหาร
ในท้ายที่สุดแล้ว การทำลายพลาสติกไม่จำเป็นต้องเป็นสิ่งที่ดีเสมอไป ไมโครพลาสติกทำความสะอาดได้ยากกว่าชิ้นส่วนขนาดใหญ่ และเศษเล็กเศษน้อยเหล่านี้อาจแทรกซึมเข้าไปในห่วงโซ่อาหารได้ ตัวอย่างเช่น สัตว์พวกที่กรองกินอนุภาคของอาหารที่มีขนาดเล็กที่แขวนลอยอยู่ในน้ำ อาจกินพลาสติกชิ้นเล็กๆ เข้าไปปโดยไม่ตั้งใจก่อนที่จุลินทรีย์จะได้ทำหน้าที่ย่อยสลาย
ในการศึกษาในปี 2020 อาหารทะเลทุกตัวอย่างที่ทดสอบในตลาดในออสเตรเลียมีไมโครพลาสติก อย่างไรก็ดี ยังไม่แน่ชัดว่าไมโครพลาสติกเหล่านี้ส่งผลกระทบต่อสุขภาพของมนุษย์และสัตว์อย่างไร
มลพิษพลาสติก
พลาสติกที่หายไปทั้งหมดนั้นเป็นเรื่องลึกลับ แต่นักวิจัยบางคนมองว่าจุลินทรีย์สามารถรับผิดชอบสิ่งนี้ได้การทดลองในห้องแล็บได้แสดงให้เห็นว่าแบคทีเรียในทะเลชนิดหนึ่งที่รู้จักกันในชื่อ Rhodococcus ruber สามารถย่อยสลายและย่อยพลาสติกที่ทำจากโพลิเอธิลีน (PE) ได้ช้าๆ
PE เป็นพลาสติกที่ถูกผลิตมากที่สุดในโลก ซึ่งส่วนใหญ่ใช้ในบรรจุภัณฑ์ และแม้ว่าจะยังไม่เป็นที่แน่ชัดว่า R. ruber จะเคี้ยวของเสียเหล่านี้ในป่าหรือไม่ แต่ผลการวิจัยใหม่ยืนยันว่าอย่างน้อยที่สุดก็สามารถทำได้
การศึกษาก่อนหน้านี้พบสายพันธุ์ของ R. ruber ที่ลอยอยู่ในฟิล์มเซลล์หนาแน่นบนพลาสติกในทะเล ยิ่งไปกว่านั้น การวิจัยเบื้องต้นในปี 2549 ชี้ให้เห็นว่าพลาสติกที่อยู่ใต้ R. ruber นั้นสลายตัวในอัตราที่เร็วกว่าปกติ
การศึกษาใหม่ที่ตีพิมพ์ในวารสาร Marine Pollution Bulletin ยืนยันว่าเป็นเช่นนั้น
ขณะที่อีกหนึ่งนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเทกซัสในออสตินค้นพบเอนไซม์ธรรมชาติ ‘PETase’ ที่ย่อยสลายพลาสติกได้อย่างรวดเร็ว โดยใช้ปัญญาประดิษฐ์ (AI) วิศวกรรมเคมี และชีววิทยาสังเคราะห์ในการทำเครื่องย่อยสลายพลาสติกขึ้นมา ซึ่งนักวิทยาศาสตร์คิดว่ามันสามารถปฏิวัติวิธีการจัดการกับขยะของเราได้
PET ซึ่งย่อมาจาก Polyethylene terephthalate ซึ่งเป็นชื่อทางเคมีของโพลีเอสเตอร์ (Polyester) คือ พลาสติกที่ใส แข็งแรง และน้ำหนักเบา และใช้กันอย่างแพร่หลายในบรรจุภัณฑ์อาหาร และขวดพลาสติก โดย ‘PETase’ ได้ชื่อมาจากความสามารถในการย่อยสลายพลาสติก PET เหล่านี้
นักวิจัยปรับ PETase เพื่อสร้างเอนไซม์ใหม่ที่เรียกว่า FAST-PETase ซึ่งช่วยให้แบคทีเรียมีความสามารถในการรีไซเคิลขยะพลาสติกได้อย่างมีประสิทธิภาพ เนื่องจากพลาสติกคิดเป็น 8% ของขยะมูลฝอยทั้งหมดทั่วโลก และเอนไซม์ชนิดใหม่นี้เน้นที่การทำลาย นี่จึงเป็นการค้นพบที่สำคัญ
พลาสติกส่วนใหญ่ประมาณ 90% ไม่ผ่านการรีไซเคิลและจบลงด้วยการฝังกลบ ซึ่งสามารถกรองสารเคมีที่มีอายุการใช้งานยาวนานลงสู่พื้นดิน หรือถูกเผาหรือทำลายด้วยค่าใช้จ่ายด้านพลังงานจำนวนมากและก่อให้เกิดมลพิษมากมาย ขณะที่เอนไซม์นี้ใช้พลังงานน้อยกว่ามากในการผลิตและทำงานได้อย่างรวดเร็ว
พลาสติกที่มีอายุการใช้งานเกือบ 500 ปีในหลุมฝังกลบสามารถย่อยสลายได้ในหนึ่งวันโดยแบคทีเรียที่มี FAST-PETase และกลายเป็นสิ่งที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้
ฮาล อัลเปอร์ ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเคมีแห่ง UT Austin กล่าวกับ UT News ว่า ความเป็นไปได้ของการค้นพบนี้ไม่มีที่สิ้นสุด
อัลเปอร์กล่าวว่า นอกเหนือจากอุตสาหกรรมการจัดการขยะที่ชัดเจนแล้ว สิ่งนี้ยังเปิดโอกาสให้บริษัทจากทุกภาคส่วนเป็นผู้นำในการรีไซเคิลผลิตภัณฑ์ของตน เราสามารถเริ่มจินตนาการถึงเศรษฐกิจพลาสติกหมุนเวียนที่แท้จริงได้
นักวิทยาศาสตร์ที่ UT Austin กำลังเพิ่มการผลิตสำหรับการใช้งานจริง พวกเขาเห็นว่าผลิตภัณฑ์นี้ช่วยทำความสะอาดหลุมฝังกลบ อุตสาหกรรมที่มีของเสียสูง และพื้นที่ธรรมชาติที่เป็นมลพิษในอนาคต
อย่างไรก็ดี นักวิทยาศาสตร์บางคนไม่แน่ใจว่าเป็นความคิดที่ดี เอนไซม์และแบคทีเรียที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมที่ทำลายพลาสติกอาจฟังดูเป็นวิธีที่ดีในการทำให้ขยะของเราหมดไป แต่ผู้เชี่ยวชาญบางคนกังวลเกี่ยวกับผลข้างเคียงที่ไม่ได้ตั้งใจต่อระบบนิเวศทางธรรมชาติและห่วงโซ่อาหาร
ในท้ายที่สุดแล้ว การทำลายพลาสติกไม่จำเป็นต้องเป็นสิ่งที่ดีเสมอไป ไมโครพลาสติกทำความสะอาดได้ยากกว่าชิ้นส่วนขนาดใหญ่ และเศษเล็กเศษน้อยเหล่านี้อาจแทรกซึมเข้าไปในห่วงโซ่อาหารได้ ตัวอย่างเช่น สัตว์พวกที่กรองกินอนุภาคของอาหารที่มีขนาดเล็กที่แขวนลอยอยู่ในน้ำ อาจกินพลาสติกชิ้นเล็กๆ เข้าไปปโดยไม่ตั้งใจก่อนที่จุลินทรีย์จะได้ทำหน้าที่ย่อยสลาย
ในการศึกษาในปี 2020 อาหารทะเลทุกตัวอย่างที่ทดสอบในตลาดในออสเตรเลียมีไมโครพลาสติก อย่างไรก็ดี ยังไม่แน่ชัดว่าไมโครพลาสติกเหล่านี้ส่งผลกระทบต่อสุขภาพของมนุษย์และสัตว์อย่างไร
