حاليًا ، التلوث البلاستيكي موجود في كل مكان. ينتهي المطاف بمليارات الأطنان من نفايات البلاستيك في مكبات النفايات أو تطفو في البحر ، وتتحلل تدريجياً إلى قطع أصغر وأصغر ولكنها لا تختفي أبدًا. هذه واحدة من أخطر المشاكل البيئية في عصرنا ، ولن تختفي ما لم نغير عادات استخدام البلاستيك لدينا أو نطور مواد جديدة قابلة للتحلل.
هذا بالضبط ما فعله العلماء في جامعة كاليفورنيا في سان دييغو في الجزء الأفضل من العقد الماضي. قام فريق متعدد التخصصات بما في ذلك عالم الأحياء ستيفن مايفيلد والكيميائيان مايكل بوركارت وروبرت "سكيب" بوميروي بتطوير رغوة البولي يوريثان المصنوعة من الطحالب ومصادر بيولوجية أخرى بحيث يمكن تكسير الرغوة بشكل طبيعي بواسطة عوامل البيئة (البكتيريا والفطريات) التي تتحلل بيولوجيًا. استخدم الخبراء هذه الرغوات لصنع الأحذية ، بما في ذلك النعال ، أشهر الأحذية في العالم ، واختبروا تكسيرها في البيئات الأرضية. بمجرد دفن الحذاء في التربة ، يبدأ في التدهور في أقل من 16 أسبوعًا.
الآن ، في الدراسة الجديدة ، اختبر الفريق ما إذا كانت رغاوي البولي يوريثان هذه ، المصنوعة من المونومرات الحيوية ، ستتحلل عند غمرها في مياه البحر. عمل الباحثون مع المؤلف المشارك للدراسة سامانثا كليمنتس ، عالمة الأحياء البحرية والغواصة البحثية في معهد سكريبس لعلوم المحيطات. قاموا بتثبيت عينات من الرغوة والأحذية على رصيف إلين براوننج سكريبس التذكاري ورصدوا التغيرات الفيزيائية والكيميائية باستخدام التحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء لتحويل فورييه والفحص المجهري الإلكتروني.
يوفر موقع المحطة فرصة فريدة لاختبار المواد في نظام بيئي طبيعي بالقرب من الشاطئ ، وهي بيئة ينتهي بها الأمر غالبًا إلى نفايات البلاستيك. في عام 2010 ، قدر الباحثون أن 8 مليارات كيلوغرام من البلاستيك دخلت المحيط في عام واحد ، مع توقع زيادة كبيرة بحلول عام 2025. عندما تدخل النفايات البلاستيكية إلى المحيط ، يمكن أن تلحق الضرر بالنظم البيئية البحرية ، وتغسل الشاطئ كقمامة ، أو تهاجر إلى مواقع مركزية ، تشكل دوامات قمامة ، مثل مكب نفايات المحيط الهادئ الذي يغطي مساحة تزيد عن 1.6 مليون كيلومتر مربع.
تُظهر النتائج ، التي نُشرت الآن في مجلة العلوم البيئية ، أن مواد البولي يوريثين التجريبية التي تم إرفاقها بالرصيف قد تم ربطها بسرعة بواسطة كائنات بحرية مختلفة وبدأت في التدهور في غضون أربعة أسابيع فقط. تحلل المُحلِّلات ، وهي البكتيريا والفطريات بشكل أساسي ، المواد إلى مونومراتها الأصلية (الجزيئات الكيميائية) ، والتي تُستخدم بعد ذلك كمصدر للتغذية. عندما حدد الباحثون الميكروبات التي كانت قادرة على استهلاك عينات البولي يوريثين ، وجدوا أن هذه الميكروبات كانت أنواعًا شائعة في البيئات البحرية الطبيعية.
قال ستيفن مايفيلد ، الأستاذ في كلية العلوم البيولوجية ومدير مركز كاليفورنيا للتكنولوجيا الحيوية للأعشاب البحرية: "لا يوجد نظام واحد يمكنه معالجة هذه المشكلات البيئية العامة ، لكننا طورنا حلاً متكاملاً يعمل على الأرض والآن نحن أعرف أنه يمكن القيام به في المحيط أيضًا. التحلل البيولوجي. لقد اندهشت لرؤية عدد الكائنات الحية في المحيط التي استقرت على هذه الرغوة. أصبحت شيئًا مثل الشعاب المرجانية الميكروبية. "
سيواصل الباحثون السعي لتطوير مونومرات متجددة ومستدامة مصنوعة من مصادر بيولوجية لإنتاج بوليمرات لتطبيقات مختلفة في المستقبل. سيستمر بحثهم أيضًا في التحقيق في عملية التحلل البيولوجي والمواد الكيميائية الناتجة. يقول الخبراء إن الناس بدأوا في فهم حجم مشكلة التلوث البلاستيكي ويبحثون عن بدائل أقل ضررًا بالطبيعة.
قال ستيفن مايفيلد: "المعالجة غير الصحيحة للبلاستيك في المحيط تتحلل إلى جزيئات بلاستيكية دقيقة وأصبحت مشكلة بيئية كبيرة. لقد أظهرنا أنه من الممكن تمامًا إنتاج منتجات بلاستيكية عالية الأداء تتحلل في المحيط. البلاستيك ليس كذلك. تذهب إلى المحيط ، ولكن إذا حدث ذلك ، تصبح المادة غذاءً للميكروبات ، وليس فضلات بلاستيكية وجسيمات بلاستيكية تضر بالحياة المائية ".
