🎯 Mērķis: saprast, ko patiesībā nozīmē “plastmasu ēdošas sēnes” un kur tas var (un nevar) strādāt
Ko nozīmē “plastmasu ēdošas sēnes”?
Ikdienas valodā “ēd plastmasu” bieži nozīmē to, ka plastmasa ir apaugusi ar pelējumu vai kļuvusi trauslāka. Zinātniski svarīgākais ir tas, vai notiek ķīmisko saišu šķelšana polimērā.
Trīs jēdzieni, ko vērts atšķirt
- Biofragmentācija – plastmasa kļūst trauslāka, virsmā parādās bojājumi, materiāls sadalās sīkākos gabalos.
- Depolimerizācija – polimēru ķēdes tiek sašķeltas īsākās molekulās (oligomēros/monomēros).
- Mineralizācija – daļa materiāla oglekļa tiek pārvērsta vienkāršos metabolisma produktos (piem., CO₂), nevis tikai sīkās plastmasas daļiņās.
Kuras plastmasas sēnes var noārdīt visbiežāk?
Ne visas plastmasas ir vienādas. Dažām sēņu enzīmi var piekļūt un šķelt saites vieglāk, citām – gandrīz neiespējami bez priekšapstrādes.
Parasti “vieglākie” mērķi
- Poliuretāns (PU/PUR) – bieži minēts pētījumos, īpaši putu materiālu un pārklājumu formā.
- Atsevišķi poliesteri (ieskaitot PET) – biežāk caur enzīmiem kontrolētā vidē, nevis “atkritumu kaudzē”.
Parasti “grūtākie” mērķi
- Polietilēns (PE) un polipropilēns (PP) – ļoti inerti, hidrofobi, ar “neērtiem” ķīmiskajiem raksturlielumiem mikroorganismu enzīmiem.
Plastmasu noārdošās sēnes: tabula ar piemēriem
| Sēne / enzīms (piemēri) | Plastmasa / polimērs | Kas parasti tiek novērots pētījumos | Piezīme |
|---|---|---|---|
| Pestalotiopsis microspora | Poliuretāns (PU) | Poliuretāna noārdīšanās pazīmes un spēja izmantot to kā oglekļa avotu noteiktos apstākļos | Bieži minēta kā “poligonu sēne”, bet tas nenozīmē ātru risinājumu ikdienā |
| Aspergillus (piem., A. tubingensis) | Poliuretāns (īpaši poliesteru PU) | Virsmas izmaiņas, masas zudums, materiāla struktūras bojājumi laboratorijas apstākļos | PU ir plaša grupa – rezultāti atkarīgi no konkrētā PU veida |
| Jūras sēnes (piem., Zalerion maritimum) | Polietilēna (PE) mikroplastmasa | Dažos pētījumos redzamas biodegradācijas pazīmes, īpaši mikrodaļiņām | “Mikroplastmasa” ≠ veseli maisiņi; process parasti ir lēns |
| Dažādas pelējuma sēnes (Cladosporium, Fusarium u.c.) | PU putu materiāli | Materiāla trauslums, virsmas bojājumi, masas zudums | Mājas apstākļos “audzēt pelējumu” nav droši |
| Cutinase enzīmi (piem., no Fusarium sugām) | PET un citi poliesteri | PET saišu hidrolīze kontrolētos apstākļos (enzīmu līmenī) | Praktiski biežāk runa ir par enzīmu reaktoriem, nevis sēni uz pudeles |
| Cutinase enzīmi (piem., no Moniliophthora sugām) | PET / poliesteri | Enzīmu aktivitāte pret poliesteru saitēm, PET noārdīšanas potenciāls | Šī pieeja parasti prasa optimālu temperatūru, pH un materiāla sagatavošanu |
Kāpēc sēnes nenoārda visas plastmasas?
1) Plastmasu ķīmiskā uzbūve
Daudzas plastmasas ir veidotas tā, lai būtu īpaši izturīgas pret ķīmisku iedarbību. Ja polimērā nav “ērtu” saišu, ko enzīmi var šķelt, biodegradācija ir ļoti apgrūtināta.
2) Kristāliskums un blīvums
Jo ciešāk polimēru ķēdes ir sakārtotas, jo grūtāk enzīmiem piekļūt materiāla iekšienei. Tāpēc degradācija sākas tikai virspusē.
3) Piedevas un pārklājumi
Krāsvielas, stabilizatori, liesmas slāpētāji un citi piedevas var kavēt enzīmu darbību vai mainīt procesu.
4) Vajadzīga priekšapstrāde
Dažkārt plastmasu vispirms apstrādā (piem., UV, oksidēšana, mehāniska sasmalcināšana), lai palielinātu virsmas laukumu un padarītu materiālu “pieejamāku” enzīmiem.
Kur tas var strādāt praksē?
Enzīmu reaktori un rūpnieciskas sistēmas
Reālākais virziens ir izmantot sēņu (vai citu organismu) enzīmus kontrolētos apstākļos, kur var regulēt temperatūru, pH un reakcijas laiku.
Mērķēta bioremediācija noteiktām atkritumu frakcijām
Dažiem materiāliem (piem., noteiktiem PU veidiem) var veidot procesus, kuros sēnes/enzīmi strādā kopā ar priekšapstrādi.
Kombinētās pieejas
Visbiežāk efektīvākais nav “viena sēne”, bet kombinācija: materiāla sagatavošana + enzīmi + optimāli apstākļi + droša blakusproduktu kontrole.
BUJ: biežāk uzdotie jautājumi par plastmasu ēdošām sēnēm
Vai tiešām ir sēnes, kas ēd plastmasu?
Jā, bet parasti tas nozīmē, ka sēnes vai to enzīmi spēj noārdīt noteiktus polimērus kontrolētos apstākļos, nevis jebkuru plastmasu dabā.
Kura plastmasa sēnēm padodas visbiežāk?
Visbiežāk pētījumos min poliuretānu (PU). Dažos darbos ir pazīmes arī par PE mikroplastmasas ietekmēšanu, bet tas parasti ir sarežģītāk un lēnāk.
Kāpēc tas nestrādā ar visām plastmasām?
Tāpēc, ka plastmasām atšķiras ķīmiskā uzbūve, kristāliskums un piedevas. Daudzas plastmasas ir ļoti inertas, un enzīmiem tām ir grūti piekļūt.
Vai tas nozīmē, ka sēnes var iztīrīt okeānu no plastmasas?
Nē. Dažas sēnes var veicināt noteiktu mikroplastmasu noārdīšanās pazīmes, bet reālajā vidē process ir lēns un atkarīgs no apstākļiem.
Vai es varu kompostā ielikt plastmasu un iemest sēnes klāt?
Nav ieteicams. Komposts nav droša vai efektīva vide plastmasu biodegradācijai, un tas var palielināt pelējuma un piesārņojuma risku.
Kā zinātnieki mēra, vai plastmasa ir noārdīta?
Parasti izmanto masas zuduma mērījumus, mikroskopiju, ķīmiskās analīzes un degradācijas produktu noteikšanu, lai atšķirtu īstu degradāciju no vienkāršas apaugšanas.
Drošība: ko nevajag darīt mājās ar pelējumu un plastmasu
- Neaudzē pelējumu uz plastmasas mājās “eksperimenta pēc”.
- Neliec plastmasu kompostā ar domu, ka “sēnes visu sakārtos”.
- Šķirošana un atkritumu samazināšana ir pirmais solis.
Secinājums: vai sēnes tiešām var palīdzēt plastmasas problēmai?
- Sēnes un enzīmi var palīdzēt noteiktu plastmasu noārdīšanā kontrolētos apstākļos.
- Poliuretāns (PU) bieži ir “pateicīgākais” mērķis, bet tas nav universāls risinājums.
- Polietilēns (PE) un polipropilēns (PP) parasti ir daudz grūtāk noārdāmi.
Komentāri
Ierakstīt komentāru