Naukowcy mówią, że syntetyczna biologia może pomóc w opanowaniu globalnego problemu zanieczyszczenia plastikiem przez przyspieszenie naturalnego procesu rozkładu i tworzenie plastiku przyjaznego dla środowisku, tak by zastąpić obecne produkty, oparte na ropie naftowej.
Bakterie i inne mikroorganizmy w sposób naturalny rozkładają plastikowe odpady, chociaż proces jest bardzo powolny i może zabierać stulecia, powiedział dr Stephen Opiyo, naukowiec z Ohio State University w Stanach Zjednoczonych. Syntetyczna biologia mogłaby bardzo przyspieszyć ten proces przez produkowanie enzymów, które skutecznie mogą rozkładać plastik, tworząc nową generację prawdziwie jednorazowego plastiku.
Jego zdaniem, w ten sposób świat rozwiązałby dwa problemy związane ze zmianą klimatyczną: usuwanie dwutlenku węgla z powietrza i tworzenie plastiku przyjaznego dla środowiska.
Około 99 procent plastikowych toreb i pojemników, jakie są dzisiaj na rynku, nie ulegają biodegradacji i są wyprodukowane z paliw kopalnych i ropy naftowej.
Opiyo powiedział, że badacze już wyizolowali kilka różnych bakterii i grzybów, które mogą całkowicie rozłożyć plastik.
“Musimy tylko zastosować te mikroorganizmy do produkcji ulegającego biodegradacji plastiku na przemysłową skalę, plastiku, który w odróżnieniu od nieulegającego biodegradacji, będzie rozkładał się po wyrzuceniu”.
Zanieczyszczenie plastikiem coraz bardziej staje się globalnym kryzysem. Program Środowiskowy Organizacji Narodów Zjednoczonych szacuje, że globalnie ludzie produkują ponad 300 milionów ton plastiku rocznie.
Według raportu z 2020 roku przedstawionego przez badaczy z Pew Charitable Trusts, około 11 milionów ton tych odpadów ląduje w oceanach, co roku raniąc i zabijając miliony ptaków i innych dzikich zwierząt.
Według oszacowań w tym raporcie, bez natychmiastowego i wytrwałego działania to niemal potroi się do roku 2040, do 29 milionów ton. “Tylko 9 procent wszystkich plastikowych odpadów, jakie kiedykolwiek wyprodukowano, zostało przetworzonych - według raportu ONZ. – Spalono około 12 procent, a reszta – 79 procent – jest na składowiskach odpadów, śmietnikach lub w środowisku naturalnym”.
Problem jest jeszcze gorszy w Afryce, gdzie szybki wzrost populacji i marne praktyki zarządzania odpadami tworzą co roku góry plastikowych śmieci. Choć ponad 30 krajów afrykańskich wprowadziło w ciągu ostatnich 10 lat zakaz polietylenu, plastiki nadal blokują koryta rzeczne i inne kanały wodne na kontynencie.
Wiele krajów na całym świecie zastosowało kroki w celu zredukowania zanieczyszczenia plastikiem, takie jak zastępowanie plastiku papierem i materiałami nadającymi się na kompost, wzrostem popytu na przetworzony plastik i ostrzejszymi regulacjami wokół produkcji i konsumpcji plastiku. Mimo tych kroków jednak, nadal wytwarzają tony plastikowych śmieci.
Profesor Steve Fletcher z University of Portsmouth, przemawiając podczas inauguracji Global Plastics Policy Center podczas konferencji klimatycznej COP26 w zeszłym miesiącu, podkreślił, że zanieczyszczenie plastikiem pogarsza kryzys klimatyczny i zmniejsza odporność przyrody do radzenia sobie ze skutkami zmiany klimatycznej.
Fletcher, dyrektor Revolution Plastics, powiedział, że nowy ośrodek będzie oceniał ponad 100 programów dotyczących plastiku, by stworzyć miejsce dobrego poradnictwa wokół tej sprawy. Celem jest pomoc w znalezieniu zrównoważonych rozwiązań problemu zanieczyszczenia plastikiem na całym świecie.
Jak powiedział Fletcher, ośrodek ma dostarczać rządom i grupom przemysłowym dowodów potrzebnych do podejmowania lepszych decyzji i ma dostarczyć racjonalnego podejścia do tworzenia regulacji związanych z plastikiem.
Opiyo przekonuje, że świat musi odejść od plastiku opartego na ropie naftowej, który nie ulega biodegradacji, szczególnie dzisiaj, kiedy dostępne są technologie produkowania plastiku, który rozkłada się po wyrzuceniu:
“Z nowszymi technologiami, szczególnie opartymi na biologii syntetycznej, mamy szansę produkowania plastikowych toreb i innych pojemników, które rozłożą się po wyrzuceniu. Po prostu wyrzucasz plastik i po trzech lub czterech miesiącach jest on rozłożony.
Musimy przestać produkować plastik, który nie ulega biodegradacji, szczególnie taki, z którego robimy przedmioty jednorazowego użytku, na rzecz plastiku, który rozkłada się. Kiedy przestaniemy produkować plastik niepodlegający biodegradacji, pozostanie tylko stary plastik, który już wyprodukowaliśmy. A ten możemy przetworzyć”.
Opiyo mówi, że przy pomocy biologii syntetycznej jego zespół pracuje nad prototypem rozkładającego się plastiku. Projekt powinien być gotowy do masowej produkcji za dwa lata.
Dr Arum Han, profesor na Wydziale Inżynierii Elektrycznej i Komputerowej na A&M University w Teksasie, powiedział, że biologia syntetyczna umożliwiła naukowcom na użycie mikroorganizmów, grzybów i bakterii do bardziej wydajnego rozkładania plastiku.
Han powiedział, że naukowcy mogą używać mieszanki różnych bakterii i grzybów dla podniesienia skuteczności rozkładu plastików przez naśladowanie tego, jak mikroby współpracują przy rozkładaniu złożonych materiałów w przyrodzie.
Są oczywiście trudności.
Wiele krajów, szczególnie w Afryce, nie ma programów, które mogą ułatwić rozwój biologii syntetycznej i regulować jej stosowanie i wprowadzanie na rynek nowych produktów.
Także kraje takie jak Sudan, Nigeria i Kenia, które ustanowiły ramy prawne do regulowania pokrewnych technologii, takich jak inżynieria genetyczna, dopiero muszą uchwalić przepisy, dotyczące biologii syntetycznej.
To nie jest jedyna przeszkoda. Rozwijanie nowych technologii wymaga także finansowania.
Thembeka Shongwe, zajmująca się biologią morza w Południowej Afryce, powiedziała “Global Citizen”, że jest bardzo trudno radzić sobie z zanieczyszczeniem plastikiem na kontynencie, gdzie większość społeczeństwa ma bardzo niskie dochody i ludzie po prostu próbują przeżyć. Powiedziała:
“Sprawy środowiska wymagają świadomości i pieniędzy. Możemy uświadomić ludziom wpływ zanieczyszczenia plastikiem, ale jeśli nie damy im alternatywy, nie będziemy w stanie rozwiązać środowiskowych problemów zanieczyszczenia plastikiem”.
Opiyo jednak uważa, że te kraje potrzebują tylko właściwego nastawienia. Powiedział:
“Ciężar odpowiedzialności spoczywa na nas, naukowcach, by pokazać naszym przywódcom, co te nowe technologie naprawdę oferują.
Musimy podnieść świadomość ludzi i ich postrzeganie tych technologii. Kiedy większość społeczeństwa i nasi przywódcy zrozumieją, co dają te nowe technologie, wszystko inne zacznie się układać”.
Zdjęcie: Południowoafrykańska plaża zaśmiecona plastikiem wyrzuconym przez fale. Zdjęcie: Shutterstock/Erlo Brown
Synthetic biology offers two-pronged solution to global plastic problem
Alliance for Science, 2 grudnia 2021
Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska
John Agaba
Ugandyjski dziennikarz naukowy.
