Пластиковое загрязнение стало тревожной проблемой во всем мире. Исследование 2015 года , опубликованное в журнале Science Magazine , показало , что к 2025 году в наши океаны может попасть около 100–250 миллионов метрических тонн пластиковых отходов ежегодно.
Эта проблема также побудила Организацию Объединенных Наций (ООН) издать глобальную резолюцию о ликвидации пластиковых отходов, принятую представителями 173 стран.
Однако, даже если завтра будут приняты все решительные меры, чтобы остановить производство пластика, у нас все еще будет около 5 миллиардов тонн пластиковых отходов на свалках и в окружающей среде.
Исследования показали, что пластик может распадаться на микропластик — частицы размером от 1 нанометра (нм) до менее 5 микрометров (мм) — с различной формой, плотностью, механическими и химическими свойствами.
Из-за своего небольшого объема и большой площади поверхности микропластики могут поглощать загрязняющие вещества , вызывая хроническую токсичность при потреблении и накоплении в организмах.
На протяжении десятилетий ученые обращались к природе за помощью в борьбе с пластиковой проблемой. В сочетании с глобальными стратегическими действиями по замедлению производства пластика мы могли бы предотвратить будущие пластиковые катастрофы.
Микроводоросли , например, являются наиболее многообещающим природным кандидатом, способным уничтожать микропластик. Это одноклеточный вид, который существует индивидуально или в цепочках или группах. В зависимости от вида их размер может варьироваться от нескольких миллиметров до сотен микрометров.
Выращивание микроводорослей просто, поскольку для этого не требуются плодородные земли , большое количество пресной воды и пестициды по сравнению с другими культурами аквакультуры.
Микроводоросли также способны быстро расти. Культивирование в открытом пруду было одним из старейших и простейших способов выращивания микроводорослей в больших масштабах. Некоторые люди также используют фотобиореакторы — биореакторы, используемые в закрытой системе для увеличения культивирования микроводорослей.
Как работают микроводоросли
Взаимодействие между микроводорослями и пластиком может значительно изменить свойства пластика , в том числе его биодеградацию, изменение плотности пластика и поведение при погружении. Более того, микроводоросли могут взять на себя управление, собираться и прилипать к микропластику на их поверхности, независимо от их размера .
Существует четыре стадии биодеградации пластика . Во-первых, это прикрепление микроводорослей к пластиковым поверхностям. Это запускает процесс биодеградации и изменяет свойства поверхности.
Второе – биоповреждение. Микроводоросли будут выделять специфические ферменты, которые играют ключевую роль в биоразложении пластика.
В-третьих, это процесс биофрагментации. На этом этапе пластиковый материал теряет свою механическую устойчивость и становится хрупким.
Последним этапом является процесс ассимиляции, когда микробные нити и вода начинают проникать в пластик, что приводит к разложению и утилизации пластика микроорганизмами.
В исследованиях сообщалось об успешном биоразложении пластика на основе водорослей, особенно полиэтилена (обычно используемого в волокнах для одежды или бутылок), полиэтилена низкой плотности или LDPE (используемого в пластиковых пакетах) и бисфенола А или BPA (химические вещества для отверждения пластика). В одном из этих исследований было рассчитано снижение содержания углерода в образце ПЭНП на 58,9%.
Необходимы дополнительные действия
Как самая большая страна-архипелаг, Индонезия имеет морскую территорию площадью более 6,4 миллиона квадратных километров и обширные пресноводные озера, которые имеют огромный потенциал для выращивания микроводорослей.
Согласно исследованию 2015 года , микроводоросли могут стать жизнеспособным решением проблемы пластика в Индонезии — втором по величине в мире загрязнителе океана пластиком .
Для поддержки этой инициативы необходимы дополнительные исследования для углубления анализа взаимодействия микроводорослей и микропластика и их воздействия. До сих пор исследования микроводорослей в Индонезии фокусировались только на их потенциале в качестве зеленого энергетического ресурса или на их способности стать материалом-заменителем пластика .
Чтобы предотвратить пластиковые катастрофы, нам также необходимо улучшить стратегии переработки и повторного использования пластика. Регулирование и политика должны соответствовать Национальному плану действий по морскому мусору на 2018–2015 гг., в котором особое внимание уделяется обращению с отходами в Индонезии, сокращению или замене использования пластика, изменению дизайна пластиковых изделий и упаковки, удвоению показателей сбора пластиковых отходов и расширению объектов по утилизации отходов.