Ученые НовГУ доказали, что «суперчерви» не годятся для переработки пластика
Черви «из фильмов ужасов» – личинки жука Zophobas morio — все-таки не годятся для переработки пластика. Российские ученые опровергли соответствующие данные своих зарубежных коллег, показав экспериментально, что «супер-черви» не утилизируют вредный для экологии материал, а лишь дробят его на потенциально более опасный микропластик. Статья, о которой сообщает Минобрнауки России, недавно опубликована в журнале Polymer Science.
Взрослая личинка Zophobas morio: (a) спинка, (b) брюшко. Длина — около 2-2,5 см. Источник НовГУ.
Несмотря на то, что токсичность микропластика не является до конца доказанным явлением, ученые все же озадачены проблемой его накопления. Общемировой объем производства синтетических полимеров сегодня составляет более 400 миллионов тонн в год. Половина этого количества используется для производства упаковки, большая часть которой после использования лежит мертвым грузом на мусорных полигонах. В общем, до 20 миллионов тонн пластика, по данным ученых, ежегодно попадает в океан или наземные свалки.
Особую сложность представляет переработка пенополистирола (пенопласта) — легкого и объемного материала, который повсеместно используют в упаковке. В последние годы в научной литературе появились обнадеживающие сообщения о том, что некоторые насекомые — особенно личинки жуков — могут разрушать такой материал.
Первыми о том, что личинки жука Zophobas morio могут помочь человечеству в переработке пластика сообщили еще в 2022 году австралийские ученые из Университета Квинсленда.
Пример тоннеля, прогрызенного личинками Z. morio, и полученных микропластиков. Источник НовГУ.
Основным «действующим веществом», способным расщеплять полистирол, используемый в упаковке, оказались, по их данным, ферменты, вырабатываемые кишечными бактериями личинок. «Чемпионами» по поеданию пластика были названы ферменты синегнойной палочки (Pseudomonas aeruginosa), коринебактерии (Corynebacterium), а также бактерий Rhodococcus и Sphingobacterium. После этого заявления многие научные группы, включая некоторые российские, поспешили создавать экспериментальные станции с жуками-пластикоедами.
Ученые НовГУ им. Ярослава Мудрого в свою очередь решили экспериментально проверить, насколько крупные личинки жука Zophobas morio могут поедать пенопласт.
Для эксперимента использовали личинки, которые высаживали на куски бытового пенопласта и наблюдали за ними в течение трех недель. Оказалось, что насекомые действительно активно взаимодействовали с пенопластом, прогрызая в нем сложные системы ходов и туннелей.
Чтобы проверить, насколько качественно они утилизировали съеденный пластик, ученые посмотрели, меняется ли химическая структура полистирола после контакта с личинками. Для проверки они применили комплекс современных аналитических методов: инфракрасную и рамановскую спектроскопию, ядерно-магнитный резонанс и гель-проникающую хроматографию.
Выяснилось, что спектры измельченного личинками полистирола, прошедшего через их кишечник, полностью совпали со спектрами исходного, нетронутого материала. Не было обнаружено ни новых химических групп, ни признаков окисления. Не уменьшилась даже молекулярная масса полимера, что говорило о том, что в процессе пережевывания и возможном прохождении через кишечник, длинные химические цепи полистирола не претерпели никаких разрывов. Единственное, что поменялось, был физический размер частиц: крупные куски пенопласта превратились в мелкую крошку и пыль, то есть в микропластик.
Оптические микроснимки трех основных фракций образцов микропластика, образовавшихся в результате контакта личинок Z. morio с пенополистиролом. Источник НовГУ.
Таким образом, ученые пришли к выводу, что личинки жука Zophobas morio не разлагают химически пенопласт. Вместо этого насекомые просто дробят его, превращая в микроскопические частицы, что делает данный вид пластика более вредным для экологии.
«Мы считаем бесперспективным использовать макроорганизмы для решения проблемы пластикового загрязнения, – подытожила результаты исследования один из авторов статьи, сотрудница Центра исследования проблем микропластика Анастасия Бурмистрова. – <…> Выпуск в биосферу организмов, способных поедать пластик, может обернуться для нас катастрофой».
По словам Бурмистровой, если говорить о биологических способах утилизации, то для этой цели лучше подходят микроорганизмы, которых можно использовать изолированно от личинок жуков.
Свежие комментарии