Пробив в науката: Откриха бактерия, която унищожава най-големия замърсител

Решението може да се окаже не над земята, а в самата почва под отпадъка

Учени откриха почвена бактерия, която може да разгражда полиетилен – един от най-трудните за унищожаване пластмасови замърсители.

Откритието идва не от депо за отпадъци, не от океанско дъно и не от лабораторен експеримент с екзотични микроорганизми, а от обикновена земеделска почва под пластмасово мулчиращо фолио, пише Meteo Balkans.

Точно там е проблемът. Пластмасовите фолиа се използват масово в земеделието, за да задържат влага, да ограничават плевели и да подпомагат растежа на културите. След края на сезона обаче част от тях често остава в почвата. С годините остатъците се натрупват, раздробяват се на все по-малки частици и могат да се превърнат в микропластмаса, която се движи през почвата, водата и хранителните вериги.

Пластмасата, направена да не изчезва

Полиетиленът е сред най-разпространените пластмаси в света. Той се използва в найлонови торбички, опаковки, фолиа, земеделски покрития и огромен брой ежедневни продукти. Проблемът е в неговата химия – дългите въглеродни вериги са изключително устойчиви и почти не дават „слабо място“, към което природните ензими лесно да се захванат.

С други думи, материалът е създаден да издържа. Това е предимство за производството, но катастрофален дефект, когато попадне в природата.

В земеделието ефектът е особено неприятен, защото пластмасовите остатъци не стоят като един голям видим отпадък. Те се разпадат на фрагменти, смесват се с почвата и постепенно стават трудни за събиране. Колкото по-малки са частиците, толкова по-сложно става отстраняването им.

Как учените стигат до бактерията PE4?

Екипът в Китай събира почвени проби от земеделски площи в провинция Джъдзян, където от години се използват пластмасови мулчиращи фолиа. След това учените смесват пробите с раздробен полиетилен и не добавят друг източник на храна.

Тестът е прост и безмилостен: ако даден микроорганизъм оцелее, значи може поне частично да използва пластмасата.

Пет бактериални щама преминават изпитанието. Всички принадлежат към рода Bacillus – добре позната група почвени бактерии, част от които могат да разграждат устойчиви органични вещества.

Най-силен резултат дава щамът, наречен Bacillus PE4.

При първоначалните опити бактерията разгражда близо 5% от тънко полиетиленово фолио за 30 дни. На пръв поглед това не звучи впечатляващо. При полиетилена обаче 5% за месец вече е сериозен сигнал, защото в нормални условия подобен материал може да остане в околната среда десетилетия, а при някои оценки – много по-дълго.

При правилни условия ефектът скача рязко

След първите резултати учените тестват как се променя разграждането при различни условия – различна киселинност, различна начална концентрация на бактерии и предварителна обработка на полиетилена с топлина.

Най-добър ефект се получава при леко алкална среда, начална бактериална концентрация от 4% и топлинна обработка на пластмасата, която вероятно прави повърхността ѝ по-достъпна за микробното действие.

Така разграждането достига около 28% за 100 дни.

Това вече променя мащаба на откритието. Не става дума за чудодейна бактерия, която утре ще бъде разпръсната по нивите и ще изчисти пластмасата. Става дума за щам, който показва реален потенциал при контролирани условия – например в съоръжения за третиране на отпадъци, компостиране или бъдещи биотехнологични процеси.

Как бактерията атакува полиетилена?

Изследователите наблюдават повърхността на полиетиленовите фолиа под мощен микроскоп. Гладката пластмаса след контакта с бактерията вече има пукнатини, кухини и видими следи от разрушаване.

Химичният анализ показва и друго – при разграждането се активират ензими, свързани с разграждането на устойчиви въглеродни структури. Подобни ензимни механизми в природата обикновено се използват при разграждане на твърди органични материали, включително такива, свързани с растителна биомаса.

Това е ключовият момент. Бактерията не „изяжда“ пластмасата като в научна фантастика, а използва биохимичен инструментариум, който вероятно може да бъде насочен и усилен.

За учените това е по-важно от самия процент разграждане. Ако се разбере кои ензими работят най-добре, те могат да бъдат използвани като база за по-ефективни биотехнологични решения.

Защо откритието е важно за земеделието?

Пластмасовото замърсяване в земеделието е по-тих проблем от плаващите бутилки в океана, но последствията му са директни. Фрагментите от фолио остават в почвата, могат да променят нейната структура, да влияят върху водния режим и да попадат в по-широки екосистеми.

При интензивно земеделие натрупването не е еднократен инцидент, а процес. Всеки сезон добавя нов слой материал, който трудно се изважда напълно.

Именно затова бактерия, открита в такава среда, е особено интересна. Тя не е извадена от стерилен лабораторен сценарий, а от почва, която реално е била изложена на пластмасово замърсяване години наред. Това увеличава вероятността подобни микроорганизми вече да са започнали адаптация към новия тип отпадък.

Не е магическо решение, а нова посока

Важното уточнение е, че Bacillus PE4 не решава проблема с пластмасата самостоятелно. 28% разграждане за 100 дни при оптимизирани условия е обещаващ резултат, но не е технология, готова за масово приложение на полето.

Преди подобен подход да се използва реално, трябва да се провери безопасността, ефективността извън лаборатория, поведението на бактерията в различни почви и възможните странични ефекти върху микробиома на земеделските площи.

Откритието обаче дава конкретна следа. Вместо само да се търсят начини пластмасата да бъде събирана механично след употреба, науката вече гледа към процеси, при които самите микроорганизми могат да участват в разграждането ѝ.

За фермерските почви, където пластмасовото фолио отдавна не е просто помощник, а натрупващ се проблем, това е важен сигнал: решението може да се окаже не над земята, а в самата почва под отпадъка.

blitz.bg