Около 100 000 различных микроорганизмов исследовали ученые Университета Портсмута, но нашли то, что искали, в куче опавшей листвы. Описанный учеными в специализированном журнале Nature мутировавший фермент бактерии способен разложить на мелкие частицы полиэтилентерефталат, так называемый ПЭТ, в течение всего нескольких часов. За 10 часов он может справиться почти с тонной старых пластиковых бутылок, расщепив на составные части 90 процентов из них.

Решение глобальной проблемы утилизации мусора

Давно существует надежда на то, что микроорганизмы в ближайшем будущем способны решить проблему пластикового мусора. До сегодняшнего дня эффективная утилизация пластика остается мифом. Каждый год по всему миру производится 359 млн тонн пластика, 150-200 млн из которых затем оказываются на мусорных полигонах. Около 70 млн из них - из полиэтилентерефталата, самого распространенного вида пластика. ПЭТ в его чистом виде используют в пищевой индустрии. Из него изготавливают бутылки, фольгу, упаковку для продуктов питания. Кроме того, из прочного и не мнущегося полиэстера производят текстильное волокно.

Но проблема в том, что ПЭТ практически невозможно использовать как вторсырье. В ходе термомеханических процессов материал теряет свои основные характеристики, и из него можно делать лишь дешевое сырье для изготовления коврового покрытия.

Японские ученые из Института технологий в Киото в 2016 году обнаружили, что определенные микроорганизмы могут разлагать пластик. Они провели исследование сточных вод на одной из станций по утилизации бутылок из полиэтилентерефталата и нашли в них бактерию ideonela sakaisensis 201-F6.

Считается, что два неизвестных фермента этой бактерии отвечают за естественный процесс разложения. Первый из них - ISF 6_4831 - превращает ПЭТ в промежуточный продукт, а второй - ISF6_0224 - разлагает его дальше так, что в конце остается лишь безвредная терефталевая кислота и гликоль.

Поскольку процесс разложения длится более года, ученые из Университета Портсмута и из лаборатории возобновляемых источников энергии продолжили исследование, в ходе которого случайно обнаружили новый фермент, который разлагает пластик значительно быстрее. Результаты этого исследования были представлены в специализированном издании Proceedings of the American Academy of Scienses (PNAS).

Немцы обнаружили бактерию, расщепляющую полиуретан

Уже давно известно, что определенные виды грибков могут расщеплять не только ПЭТ, но полиуретан. Из него ежегодно производится миллионы тонн различного сырья и материалов. Полиуретан используется, например, для производства строительных материалов, кухонных мочалок, памперсов, спортивной обуви и многого другого.

Мусор из полиуретана обычно не используют как вторсырье, а сжигают. Но в процессе горения выделяются ядовитые, способные вызывать онкологические заболевания химические вещества, которые убивают большинство бактерий.

Правда, как выяснили ученые, одному виду бактерий, который был обнаружен на мусорном полигоне и в марте был представлен учеными Центра по исследованию проблем окружающей среды имени Гельмгольца (Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung, UFZ) в Лейпциге, это не грозит. Это вид бактерий происходит из штамма Pseudomonas и способен выживать при самых высоких температурах и в кислой среде.

Бактерии могут легче, чем грибки, применяться в индустрии. Но, по оценкам Хермана Хиппера (Hermann Hipper) из Центра Гельмгольца, может пройти еще 10 лет, пока человечество начнет использовать бактерии и их ферменты в своих целях. Пока же важно с их помощью уменьшить количество пластикового мусора, который сложно утилизировать, и уменьшить тем самым вред, наносимый окружающей среде.

Из недавно обнаруженных ферментов бактерий уже сейчас может извлечь выгоду французское предприятие Carbios, которое много лет интенсивно занимается переработкой и утилизацией ПЭТ материала.

Предприятие в течение пяти лет намеревается в промышленных масштабах использовать новое открытие. Несмотря на то, что пластиковые бутылки необходимо будет резать на части и затем проводить термообработку перед тем, как запускать процесс ферментизации. Тем не менее новая технология все равно очень выгодная, поскольку не ведет к высоким расходам, подчеркивает заместитель главы Carbios Мартин Штефан. Между тем финансово поддержать разработки компании уже согласились такие крупные предприятия, как Pepsi и Loreal.

Смотрите также: