مدرس دانشگاه از لجن فاضلاب، بیوپلاستیک تولید می‌کند

گروهی از دانشمندان دانشگاه سایگون دو گونه از میکروارگانیسم‌های موجود در لجن کارخانه کاغذ را برای تولید بیوپلاستیک جدا کردند.

این تحقیق توسط دکتر هو کی کوانگ مین، مدرس دانشکده محیط زیست، و ۱۰ نفر از همکارانش از سال ۲۰۲۰ با هدف ایجاد پلاستیک‌های زیستی که می‌توانند در ۳۰ روز تجزیه شوند، انجام شده است. این پروژه همچنین با هدف بازیافت زباله به مواد اولیه مفید طبق مدل اقتصاد چرخشی انجام می‌شود.

به گفته دکتر مین، فاضلاب (شامل لجن) کارخانه‌های کاغذ، غذاهای دریایی، شکر و غیره حاوی مواد آلی زیادی است. اگرچه این محیط فاضلاب کاملاً خشن و حاوی سموم زیادی است، اما میکروارگانیسم‌ها می‌توانند کاملاً با مکانیسم سنتز و تجمع نوعی پلیمر (بیوپلاستیک) در بدن سازگار شوند.

تیم تحقیقاتی از نمونه‌های آب و لجن یک کارخانه کاغذسازی در تین گیانگ برای تجزیه و تحلیل میکروارگانیسم‌های موجود در محیط استفاده کرد. این تیم با استفاده از روش‌های جداسازی، شناسایی و حذف باکتری‌هایی که می‌توانند بیماری‌ها را منتقل کنند، بیش از ۱۰۰ گونه میکروارگانیسم را یافت که قادر به ایجاد پلاستیک‌های زیستی هستند.

با تجزیه و تحلیل ویژگی‌های بیولوژیکی، این تیم دو سویه باکتریایی، باسیلوس پومیلوس (NMG5) و باسیلوس مگاتریوم (BP5)، را به عنوان دارای بهترین راندمان ساخت پلاستیک ارزیابی کرد. دکتر مین گفت: «در میان سویه‌های باکتریایی که ما جدا کردیم، هنوز سویه‌های زیادی با راندمان بالاتر وجود دارند.» نتایج تحقیقات آزمایشگاهی نشان داد که این دو سویه باکتریایی، 40 درصد از جرم خشک انباشته شده را به عنوان بیوپلاستیک تشکیل می‌دهند.

آزمایش توانایی پلاستیک زیست تخریب پذیر (سفید) در محیط زیست. عکس: NVCC — آزمایش توانایی پلاستیک زیست تخریب پذیر (سفید) در محیط زیست. عکس: *NVCC*

کارخانه کاغذسازی در تین گیانگ ظرفیت تصفیه فاضلاب حدود ۳۰،۰۰۰ متر مکعب در روز و شب را دارد که ۳۰٪ آن لجن یا حدود ۱۰،۰۰۰ متر مکعب است. تیم تحقیقاتی محاسبه کرد که از نظر تئوری، حدود ۴۰ تن بیوپلاستیک می‌تواند از میکروارگانیسم‌ها به دست آید. با این حال، دکتر مین گفت که موردی که حجم بیوپلاستیک فقط به نصف محاسبات تئوری برسد، نیز نسبت بسیار بزرگی است.

از طریق تجزیه و تحلیل، نشان داده شده است که میکروارگانیسم‌ها در لجن کارخانه وجود دارند و از مواد آلی موجود در محیط زیست تغذیه می‌کنند، بنابراین توانایی تصفیه آب را دارند. بر این اساس، این گروه پیشنهاد داد که می‌توان آن را به بلوک‌های لجن فعال تبدیل کرد که هم بیوپلاستیک ایجاد می‌کنند و هم آب را با راندمان بهتری تصفیه می‌کنند. برای به دست آوردن بیوپلاستیک، لازم است از اقدامات شیمیایی یا فیزیکی برای تجزیه دیواره‌های سلولی میکروارگانیسم‌ها، که معمولاً از پلی‌ساکاریدها ساخته شده‌اند، استفاده شود. سپس از یک حلال برای رسوب دادن و به دست آوردن بیوپلاستیک استفاده شود. این پلاستیک، هنگامی که در محیط زیست وجود دارد، منبع غذایی برای میکروارگانیسم‌های اطراف خواهد بود، بنابراین خیلی سریع تجزیه می‌شود.

تیم تحقیقاتی با کارخانه کاغذسازی برای جمع‌آوری نمونه‌های آب و لجن جهت تحقیق هماهنگی کرد. عکس: NVCC — تیم تحقیقاتی با کارخانه کاغذسازی برای جمع‌آوری نمونه‌های آب و لجن جهت تحقیق هماهنگی کرد. عکس: *NVCC*

آقای ترونگ مین تری، مدیر شرکت SG Workspace، شرکتی متخصص در سرمایه‌گذاری در حوزه محیط زیست و توسعه پایدار، گفت که استفاده از میکروارگانیسم‌ها برای تولید بیوپلاستیک‌ها و تصفیه فاضلاب توسط بسیاری از کشورهای توسعه‌یافته مورد تحقیق قرار گرفته است و برخی از کشورها آن را در مقیاس صنعتی به کار گرفته‌اند. در کشور، مطالعاتی در مورد بیوپلاستیک‌ها که در حفاظت از محیط زیست، کشاورزی و... کاربرد دارند، انجام شده است.

به گفته آقای تری، روند بازیافت محصولات برای کمک به حفاظت از محیط زیست در ۵ تا ۱۰ سال آینده محبوبیت بیشتری پیدا خواهد کرد. با این حال، محصولات بازیافتی از زباله، برای اینکه در بازار محبوب و رقابتی باشند، باید الزامات کیفیت و قیمت را در مقایسه با محصولات سنتی برآورده کنند. برای دستیابی به این الزام، محصولات بیوپلاستیک باید بهینه شوند تا کیفیت تضمین شود و تولید در مقیاس بزرگ برای کاهش هزینه‌ها انجام شود. در عین حال، سیاست‌های ایالتی باید شرایط اجباری را برای محدود کردن استفاده از کیسه‌های پلاستیکی سنتی تعیین کنند و شرایطی را برای نفوذ بیشتر محصولات بیوپلاستیک به بازار ایجاد کنند.

آقای تری گفت: «با پروژه گروه ما، ما به مشارکت در مراحل آزمایشی در مقیاس آزمایشگاهی ادامه خواهیم داد تا با کسب و کارها برای ساخت فرآیندهای تولید آزمایشی و فراخوان سرمایه‌گذاری، همکاری کنیم تا محصولات به زودی بتوانند به بازار عرضه شوند.»

ها آن

لینک منبع