นักวิจัยพัฒนา ‘ลำไส้หนอนเทียม’ เพื่อย่อยสลาย ‘ขยะพลาสติก’

“ขยะพลาสติก” เป็นปัญหาใหญ่ที่ทั่วโลกกำลังกังวล เพราะมีจำนวนมาก ใกล้จะล้นโลกเต็มที แถมพลาสติกใช้เวลาย่อยสลายนาน และแตกตัวกลายเป็นพลาสติกขนาดเล็ก หรือ “ไมโครพลาสติก” ซึ่งก่อให้เกิดปัญหาสิ่งแวดล้อม และสามารถเข้าสู่ร่างกายของมนุษย์ได้โดยไม่รู้ตัว ทำให้หลายประเทศต่างเร่งหาวิธีแก้ปัญหา และลดปริมาณขยะให้ได้เร็วที่สุด 

ที่ผ่านมานักวิทยาศาสตร์พบว่ามีเอนไซม์ และแมลงกินพลาสติกบางชนิด เช่น เห็ดราย่อยพลาสติกบริเวณริมฝั่งบึงน้ำกร่อย หรือดักแด้ของหนอนผีเสื้อกลางคืนที่สามารถอาศัยอยู่บนโพลีเอทิลีน (พลาสติก PE) เพื่อให้สามารถใช้ประโยชน์จากสิ่งมีชีวิตที่กินพลาสติกเหล่านี้ นักวิทยาศาสตร์จึงพยายามหาวิธีขยายพันธุ์พวกมันให้ได้จำนวนมาก

นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีนันยางของสิงคโปร์ (NTU Singapore) ได้พัฒนา “ลำไส้หนอนเทียม” (artificial worm gut) ที่สามารถช่วยย่อยสลายพลาสติกได้ โดยไม่จำเป็นต้องการเพาะพันธุ์หนอนจำนวนมาก

พัฒนาลำไส้หนอนเทียม

ในปี 2020 นักวิจัยของ NTU พบว่า หนอนนกยักษ์ (superworm) หรือ Zophobas atratus มีแบคทีเรียในลำไส้ที่สามารถย่อยสลายพลาสติกทั่วไปได้ แต่พวกมันจะใช้เวลากิน และสลายพลาสติกเพียงแค่ 2-3 มิลลิกรัม ตลอดช่วงชีวิตของมัน ซึ่งไม่สมดุลกับปริมาณขยะพลาสติกที่มีบนโลก อีกทั้งจำเป็นต้องดูแลเอาใจใส่พวกมันอย่างมาก

“พวกเราจึงหาทางใช้ประโยชน์จากจุลินทรีย์ที่อยู่ในลำไส้ของหนอนแทน และสร้างลำไส้หนอนแทนที่สามารถย่อยสลายพลาสติกได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยไม่ต้องใช้หนอนตัวเป็นๆ” เฉา บิน รองศาสตราจารย์จากคณะวิศวกรรมโยธาและสิ่งแวดล้อมของ NTU

ทีมวิจัยค้นพบวิธีสร้างลำไส้ของหนอนที่ย่อยพลาสติกขึ้นมาใหม่ เริ่มจากการพัฒนากลุ่มจุลินทรีย์ในขวดวัดปริมาตร โดยได้แบ่งหนอนไว้เป็น 3 กลุ่ม โดยให้อาหารที่เป็นพลาสติกหลายชนิด ได้แก่ โพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูง (HDPE) โพลีโพรพิลีน (PP) และโพลีสไตรีน (PS) กลุ่มควบคุมของหนอนถูกเลี้ยงด้วยข้าวโอ๊ต

เพิ่มแบคทีเรียที่ย่อยสลายพลาสติก

หลังจากที่ได้ให้อาหารหนอนครบเป็นเวลา 30 วันแล้ว นักวิทยาศาสตร์ได้แยกไมโครไบโอม ซึ่งเป็นยีนของจุลินทรีย์ทั้งหมดที่อาศัยอยู่ในลำไส้ของหนอนไว้ในขวดที่มีพลาสติก และสารอาหารสังเคราะห์ โดยทิ้งไว้ในอุณหภูมิห้อง และปล่อยให้พวกมันเติบโตในระยะเวลาหกสัปดาห์

การศึกษาพบว่าเหล่าไมโครไบโอมแยกตัวออกจากหนอนนั้นมีปริมาณแบคทีเรียเพิ่มมากขึ้น และสามารถสลายพลาสติกได้เอง ด้วยเหตุนี้นักวิทยาศาสตร์จึงถือว่าได้สร้าง “ลำไส้หนอนเทียม” ขึ้นมาได้สำเร็จ

“การศึกษาของเราแสดงให้เห็นถึงความพยายาม และความสำเร็จในการพัฒนาชุมชนแบคทีเรียกำจัดพลาสติกจากไมโครไบโอมในลำไส้ของหนอนที่เลี้ยงด้วยพลาสติก” หลิว ยี่นาน นักวิจัยจาก NTU คณะวิศวกรรมโยธาและสิ่งแวดล้อมของสิงคโปร์ กล่าวในแถลงการณ์

“เราสามารถเพิ่มจำนวนแบคทีเรียที่ย่อยสลายพลาสติกในลำไส้หนอนเทียมให้มากขึ้นได้อย่างมีเสถียรภาพ และสามารถนำไปใช้ในวงกว้างได้ด้วยการทำตามเงื่อนไขที่เฉพาะเจาะจง”

นักวิจัยวางแผนที่จะศึกษาความสามารถของชุมชนจุลินทรีย์ในการย่อยสลายพลาสติกเพิ่มเติม พร้อมหวังว่าข้อมูลนี้จะช่วยพัฒนาวิธีการสลายขยะพลาสติกที่มีประสิทธิภาพ และใช้งานได้จริงมากขึ้น

 

ที่มา: Ecowatch, Phys, Technology Networks

พิสูจน์อักษร....สุรีย์  ศิลาวงษ์