Enzymem w plastik

Jest wszędzie. Dosłownie wszędzie. Na Pacyfiku powstała ogromna wyspa złożona z samych śmieci, a ostatnio po raz pierwszy mikroplastik odkryto w ludzkiej krwi. Czy znajdziemy na niego sposób? Może właśnie znaleźliśmy.

Plastik stał się ofiarą swojej doskonałości. Choć lepiej może powiedzieć, że tą ofiarą stała się przyroda, w tym oczywiście my, ludzie. Stworzyliśmy materiał, który jest niezwykle trwały. Udało się to nie przez przypadek. Takiego materiału szukaliśmy, takiego potrzebowaliśmy. Dzisiaj nie można sobie wyobrazić świata bez tworzyw sztucznych. Nie wszystko da się wykonać ze szkła, metalu czy drewna.

Jest wszędzie

Kłopoty zaczęły się dosyć szybko. Dzisiaj nie ma miejsca na naszej planecie, w którym nie byłoby plastikowych odpadków. I tych dużych, takich jak butelki czy torebki foliowe, i tych małych, niewidocznych gołym okiem, jak mikroplastik. W „Gościu” pisałem o tym wiele razy. Na Oceanie Spokojnym powstała i cały czas się powiększa Wielka Pacyficzna Plama Śmieci. To ogromny, wielokrotnie większy od powierzchni Polski obszar, na którym – w wyniku działania tzw. wiru północnopacyficznego, okrężnych prądów oceanicznych – gromadzą się plastikowe śmieci z całego Pacyfiku. Około połowy z nich to uszkodzone sieci rybackie (które dzisiaj są robione z tworzyw sztucznych), ale można tam znaleźć butelki PET, jednorazowe opakowania, a nawet plastikowe obudowy sprzętów domowych. W skrócie – znajdziemy tam to wszystko, co ludzie wyrzucają do oceanu albo do rzek, które ten ocean zasilają. Pod wpływem promieni słonecznych (konkretnie promieni UV) tworzywa te rozpadają się w pył (nie degradują się całkowicie), który następnie opada i jest roznoszony po całym oceanie. Niektórzy wręcz mówią, że z Wielkiej Pacyficznej Plamy Śmieci pada plastikowy śnieg.

Nie sposób policzyć, ile śmieci się tam znajduje. Niektóre wyliczenia mówią o kilkuset tysiącach ton. Inne podają liczby wielokrotnie wyższe, bo biorące pod uwagę także mikroplastik, czyli małe kawałki tworzyw sztucznych, których nie można zobaczyć gołym okiem. Te są nawet większym problemem niż odpady duże. Choć te drugie są winne śmierci milionów zwierząt (nie tylko w środowisku wodnym), da się je jednak monitorować albo pozbierać. Mikroplastiku natomiast nie da się zebrać, bo jego kawałki są za małe. Te większe opadają w kierunku dna, a mniejsze tworzą zawiesinę, która jest dla morskich zwierząt zabójcza. Tę warstwę zaczyna się już nazywać plastisferą, bo jest ona tak powszechna w oceanach. Na drobinkach plastiku żyją, porastają je, liczne jednokomórkowe organizmy, które są naturalnym pokarmem wielu bardziej złożonych zwierząt. W ten sposób mikroplastik trafia do żołądków setek czy tysięcy gatunków zwierząt. Naukowcom udało się nawet stwierdzić, jakie są preferencje – co do miejsca zamieszkania – konkretnych grup organizmów wodnych. Z badań wynika, że mikrokawałki styropianu są częstym siedliskiem bakterii. Na jednym milimetrze kwadratowym znajduje się ich do kilku tysięcy. Z kolei okrzemki wolą raczej plastik o powierzchni bardziej chropowatej.

Nawet we krwi

Od chwili gdy plastikowy pył zaczęły zjadać ryby, gdy zasysały go wraz z wodą rośliny lądowe, gdy trafiał do przewodów pokarmowych zwierząt lądowych, było tylko kwestią czasu, aż zacznie pojawiać się u ludzi. Większe kawałki plastiku powodują śmierć zwierząt przez uduszenie albo uszkodzenie przewodów pokarmowych. Najmniejsze przenikają wraz z substancjami pokarmowymi do krwi i wbudowują się np. w strukturę mięśni. Nie byłoby to pewnie problemem, gdyby nie jednoznacznie negatywny ich wpływ na organizmy żywe. Wiele związków, które budują te mikrocząsteczki plastików, jest rakotwórczych. Ponadto chemiczne składniki tych zanieczyszczeń zaburzają działanie układu hormonalnego, a to z kolei ma wpływ m.in. na płodność.

Kilkanaście dni temu w „Environment International” wyniki swoich badań opublikowała grupa naukowców z Uniwersytetu Vrije w Amsterdamie w Holandii. Wcześniejsze badania wskazywały już, że każdego tygodnia statystyczny Europejczyk pochłania wraz z jedzeniem około 5 gramów mikroplastiku. To mniej więcej tyle, ile waży karta kredytowa. Nie było jednak wiadomo, czy ten plastik w całości wydalamy. Niestety, okazało się, że część przenika do krwiobiegu i w nas zostaje. Wspomniani wyżej badacze z Holandii po raz pierwszy wykazali, że mikroplastikowe cząstki znajdują się w ludzkiej krwi. Wraz z nią krążą po całym organizmie, docierając do jego kluczowych organów, w tym do mózgu.

Mikroplastik dostaje się do naszego ciała nie tylko z jedzeniem, ale także z piciem, a nawet podczas oddychania, przez płuca. We krwi odkryto cząstki plastiku PET (politereftalanu etylenu) i polistyrenu. Ślady mikroplastiku zarejestrowano w 80 proc. próbek. Wcześniej także odnotowano ślady tworzyw sztucznych w różnych organach, ale dzisiaj stało się jasne, że trafiają tam one z krwią. Jednym z takich narządów jest łożysko. Czy dziecko, które rozwija się w łonie matki, dostaje porcję plastiku, zanim pojawi się na tym świecie? Na razie nie ma naukowych dowodów, że w ciele dziecka przed urodzeniem rzeczywiście jest plastik.

Zerowe ryzyko

O tym, że mikroplastik jest szkodliwy, wiadomo od dość dawna. Pytanie, co z tym problemem zrobić. Pomysłów jest wiele, a jeden z ostatnich dotyczy tego, czego dokonali naukowcy z University of Texas w Austin w USA. Opracowali oni cząsteczkę syntetycznego enzymu, który plastik rozkłada. W prestiżowym czasopiśmie „Nature” napisano, że ten wynalazek ma potencjał na dokonanie prawdziwej rewolucji. I rzeczywiście technologia, która pozwoli rozłożyć w ciągu kilku dni, a nawet godzin plastik, którego naturalny cykl rozkładu trwa kilkaset lat, jest rewolucyjna. Na razie cząsteczka enzymu świetnie radzi sobie z politereftalanem etylenu, czyli popularnym PET. Co prawda stanowi on tylko część plastikowych zanieczyszczeń, ale naukowcy twierdzą, że na podstawie ich badań szybko będzie można opracować enzymy rozkładające innego rodzaju tworzywa sztuczne.

Co ciekawe, syntetyczny enzym powstał dzięki ogromnemu wsparciu, jakiego badaczom udzieliła… sztuczna inteligencja. Algorytm analizował budowę naturalnych enzymów produkowanych przez nieliczne szczepy bakterii, które potrafią rozłożyć niektóre tworzywa sztuczne. Na ich podstawie zaprojektował cząsteczkę bardziej uniwersalną. „Praca ta naprawdę pokazuje moc, jaka wynika z połączenia różnych dyscyplin – od syntetycznej biologii, przez inżynierię chemiczną, po sztuczną inteligencję” – powiedział prof. Andrew Ellington, który kierował tą częścią badań, w których brała udział sztuczna inteligencja. Enzym najwydajniej działa w temperaturze 50 st. C, nie ma więc ryzyka, że „uwolniony” do środowiska będzie zagrożeniem dla trwałości plastikowych opakowań (z których np. korzysta niemal cały sektor spożywczy). W przyszłości będzie więc rozkładał plastikowe odpady, o ile te nie zostaną wyrzucone do rzeki, na łąkę czy do lasu. Jeżeli enzym miałby działać w środowisku naturalnym, konieczne byłoby obniżenie temperatury, w której jest skuteczny. To, zdaniem badaczy, nie jest niewykonalne. Gdyby się udało, można byłoby je wykorzystać na wysypiskach śmieci, nawet tych nielegalnych. Cząsteczki enzymu same się nie replikują, więc ryzyko, że uciekną spod kontroli i zaczną niszczyć tworzywa sztuczne wokół nas, jest zerowe.•

«« | « | 1 | » | »»

aktualna ocena |   |
głosujących |   |
Pobieranie.. Ocena | bardzo słabe | słabe | średnie | dobre | super |

Reklama

Reklama