Khả năng phân hủy nhựa kinh ngạc

Từ lâu, các nhà khoa học đã quan sát thấy họ vi khuẩn Comamonadacae thường phát triển trên nhựa bị xả ra ở các con sông và hệ thống nước thải đô thị. Tuy nhiên, vai trò chính xác của những vi khuẩn này vẫn chưa được nghiên cứu một cách cụ thể. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Northwestern (Hoa Kỳ) đã phát hiện cách mà vi khuẩn Comamonas phân hủy nhựa để làm thức ăn. Trước tiên, vi khuẩn “cắn nhựa” thành các mảnh nhỏ gọi là nano nhựa. Sau đó, chúng tiết ra một enzym đặc biệt để phân hủy nhựa thêm nữa. Cuối cùng, vi khuẩn sử dụng vòng carbon từ nhựa như nguồn dinh dưỡng để nuôi cơ thể. Phát hiện này đã mở ra khả năng phát triển các giải pháp kỹ thuật dựa trên vi khuẩn để làm sạch rác thải nhựa khó loại bỏ, vốn gây ô nhiễm nước uống và đe dọa động vật hoang dã.

Giáo sư Ludmilla Aristilde - người dẫn đầu nghiên cứu cho biết, nhóm đã chứng minh một cách có hệ thống rằng, vi khuẩn trong nước thải có thể sử dụng nhựa làm nguồn carbon. Điều đáng kinh ngạc là vi khuẩn này có thể thực hiện toàn bộ quá trình phân hủy nhựa và nhóm nghiên cứu đã xác định được enzym chính chịu trách nhiệm cho việc phân hủy này. Phát hiện này có thể được tối ưu hóa để giúp loại bỏ nhựa khỏi môi trường.

Nghiên cứu mới này dựa trên các phát hiện trước đó của nhóm Phó giáo sư Aristilde (đồng tác giả của nghiên cứu), trong đó, nhóm nghiên cứu đã tìm hiểu cách mà vi khuẩn Comamonas testosteroni chuyển hóa các hợp chất carbon đơn giản từ nhựa và thực vật phân hủy. Trong nghiên cứu lần này, họ tập trung vào khả năng phân hủy polyethylene terephthalate (PET) - loại nhựa thường được sử dụng trong bao bì thực phẩm và chai nước. Vì PET không dễ phân hủy, nó là nguyên nhân lớn gây ô nhiễm nhựa. Phó giáo sư Aristilde giải thích, điều quan trọng cần lưu ý là nhựa PET chiếm 12% tổng lượng nhựa toàn cầu và có thể chiếm tới 50% vi nhựa trong nước thải.
 

Vi khuẩn Comamonas testosteroni có thể phân hủy nhựa làm thức ăn, mở ra tiềm năng mới cho các giải pháp làm sạch rác thải nhựa dựa trên vi khuẩn (nguồn: Northwestern University).

Hiểu rõ hơn về khả năng phân hủy nhựa

Để hiểu rõ hơn về cách Comamonas testosteroni phân hủy nhựa, nhóm nghiên cứu đã sử dụng nhiều phương pháp lý thuyết và thực nghiệm. Đầu tiên, họ nuôi vi khuẩn này trên màng và viên nhựa PET. Sau đó, họ sử dụng kính hiển vi để quan sát bề mặt nhựa thay đổi theo thời gian. Họ cũng kiểm tra nước xung quanh để tìm bằng chứng về nhựa bị phân hủy thành các mảnh nhỏ hơn. Cuối cùng, nhóm nghiên cứu đã kiểm tra bên trong vi khuẩn để tìm các công cụ mà chúng sử dụng để phân hủy PET.

Phó giáo sư Aristilde cho biết, các nhà khoa học phát hiện rằng, vi khuẩn có khả năng tự nhiên phân hủy nhựa thành các đơn phân tử - là nguồn carbon mà vi khuẩn có thể sử dụng để phát triển. Sau khi xác nhận rằng Comamonas testosteroni có thể phân hủy nhựa, nhóm nghiên cứu đã khám phá ra loại enzym chịu trách nhiệm cho quá trình này. Khi vi khuẩn không có enzym này, khả năng phân hủy nhựa của chúng giảm đáng kể. Theo Phó giáo sư Aristilde, phát hiện này có thể ứng dụng để giải quyết các vấn đề môi trường. Tuy nhiên, bà cũng lưu ý, phát hiện này giúp hiểu rõ hơn về cách nhựa biến đổi trong hệ thống nước thải. Nước thải là một nguồn lớn chứa vi nhựa và nano nhựa. Hầu hết mọi người đang nghĩ rằng, nano nhựa đã tồn tại sẵn khi chúng đi vào nhà máy xử lý nước thải. Nhưng kết quả của nghiên cứu đã chứng minh thêm một khả năng là nano nhựa có thể hình thành trong quá trình xử lý nước thải do hoạt động của vi sinh vật.

Theo vjst.vn