Ученые нашли в Альпах и Арктике микробы, способные разлагать пластик без нагрева
Швейцарские ученые обнаружили обитающие в Арктике и Альпах микроорганизмы, чьи ферменты способны разлагать многие виды пластика при достаточно невысоких температурах. Отчет об их исследовании опубликован в журнале Frontiers in Microbiology.
Специалисты Швейцарского федерального института исследований леса, снега и ландшафта WSL (Бирменсдорф) и Института биогеохимии и динамики загрязнителей при Швейцарском федеральном технологическом институте ETH (Цюрих) указывают, что температура является важнейшим параметром, влияющим на скорость биоразложения, но до сих пор исследования проводились преимущественно в среде, нагретой до 20°C и чуть выше.
Ученые вырастили 34 адаптированных к холоду микробных штамма в Гренландии, на Шпицбергене и в Швейцарии. Их культивировали на фрагментах пластика разных видов, помещенных в почву на длительное время.
«Адаптированные к холоду микроорганизмы продуцируют ферменты, активные при низких температурах (0—30°С). Они очень нужны в промышленной переработке, поскольку могут экономить энергию и затраты за счет исключения стадий нагревания», — поясняют специалисты.
Они проверяли воздействие микроорганизмов на различные типы пластика — сложный полиэфир-полиуретан «Impranil», частично биоразлагаемый пластик на основе полибутиленадипаттерефталата (PBAT) и полимолочной кислоты (PLA) «Еcovio», полиэтилен низкой плотности (мешки для коммерческих отходов), чистый полимер PLA и PBAT в виде гранул, а также пластик BI-OPL (мульчирующая пленка) и другие.
Использованные микроорганизмы были разных типов: десять штаммов бактерий Actinobacteria, девять бактериальных штаммов Proteobacteria, 13 штаммов грибов Ascomycota и два грибковых штамма Mucoromycota.
Выяснилось, что при 15°С восемь бактерий и 11 грибов оказались способны «переваривать» полиуретан, а 14 грибов и три бактерии — PBAT и PLA. Разлагать полиэтилен все они не смогли. Наибольшую эффективность в отношении всех видов пластика, кроме полиэтилена, проявили грибы Neodevriesia и Lachnellula. Антарктический штамм Pseudogymnoascus показал более высокую эффективность в разложении полимеров полиэфирного типа при температуре 14°С, чем при нагреве.
Авторы исследования отмечают, что им удалось доказать значительное влияние условий культивирования микроорганизмов на вызываемую ими деградацию пластика.
«Это открытие может помочь оптимизировать скорость разложения, достигаемую микробными штаммами, и процесс разложения пластика в естественных условиях, где содержание углерода и питательных веществ ограничено, — в частности, в олиготрофных арктических и высокогорных почвах», — отметили швейцарские ученые.
По их словам, это исследование расширяет научные знания о микробной деградации пластика и обеспечивает основу для будущего открытия холодоактивных ферментов, разлагающих этот материал.