CC BY
24
УДК 57.083.12
Астахов П.С., Мурзина Е.Д.
ИССЛЕДОВАНИЕ БИОДЕСТРУКЦИИ ПОЛИСТИРОЛА МУЧНЫМ ЧЕРВЁМ
Астахов Павел Сергеевич - бакалавр 4-го года обучения кафедры промышленной экологии; e-mail: Pavel.astakhov99@mail.ru
Мурзина Екатерина Дмитриевна - кандидат технических наук, ассистент кафедры промышленной экологии ФГБОУ ВО «Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева», Россия, Москва, 125047, Миусская площадь, дом 9.
В данной статье рассматривается возможность утилизации полистирола посредством биодеградации полистирола мучным червём. Также рассматривается выделение микроорганизмов-биодеструкторов из пищеварительного тракта мучного червя и их дальнейшее исследование на способность использовать полистирол в качестве основного источника углерода. Ключевые слова: полистирол, мучной червь, биодеградация
INVESTIGATION OF POLYSTYRENE BIODEGRADATION BY MEALWORM
Astakhov P.S., Murzina E. D.
D. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russian Federation.
This article discusses the possibility of recycling polystyrene by biodegradation ofpolystyrene by mealworm. The isolation of biodegradable microorganisms from the mealworm's digestive tract and their further study on the ability to use polystyrene as the main source of carbon are also considered.
Введение
Вопрос утилизации полимерных материалов волнует ученых всего мира. Объемы пластиковых отходов возрастают в геометрической прогрессии, ухудшая состояние окружающей среды. На сегодняшний день выделяют два пути борьбы с пластиковыми отходами: переработка
механическими и физико-химическими методами и утилизация (сжигание на мусоросжигательных заводах, пиролиз). Однако, применение данных методов не решает проблему на 100%, и пластиковые отходы продолжают засорять планету.
Наиболее часто встречающийся пластик - это полистиролы. Он используется для изготовления одноразовой посуды, игрушек, различных упаковок, и чаще остальных пластиков попадает на свалку. При утилизации полистиролов методом сжигания в окружающую среду выделяются токсичные соединения: пары стирола, бензола, этилбензола, толуола, а также оксида углерода.
Долгое время пластмассы считались неподверженными биодеградации, однако учёными из Китая [1] и США [2] было обнаружено, что мучной червь может без вреда для своего здоровья может поглощать полистирол.
Экспериментальная часть
Ссылаясь на опыт иностранного коллеги, нами был проведен эксперимент по потреблению полистирола личинками мучного жука. В ходе работы было обнаружено, что мучные черви могут использовать изделие из полистирола в качестве единственного источника питания (Рис. 1). Эксперимент длился 14 суток. По окончанию данного времени было отмечено, что из 30 червей, участвующих в эксперименте, ни один не пострадал.
Рис 1. Личинки мучного жука, поедающие изделие из полистирола.
В дальнейшем проводили изучение профиля микроорганизмов пищеварительного тракта личинок. Для этого отбирали 15 самых крупных червей, которые длительное время питались полистиролом как единственным источником питания. Путем их перетирания в ступке, была получена суспензия, содержащая микроорганизмы желудочно-кишечного тракта червей. Методом высева суспензии на жидкую среду, содержащую полистирол в качестве единственного источника углерода, получили сообщество микроорганизмов. Для выбора культур компонентов полученного сообщества, способных потреблять полистирол, был проведен скрининг из 10 культур, проявляющих наибольшую активность на твердой безуглеродной среде СББАМ [3] (рис. 2). Из них было отобрано 3 изолята, с которыми проводилась дальнейшая работа.
Для изучения способности выделенных изолятов к (одноразовая ложка). В качестве контроля была взята
биодеструкции полистирола на первом этапе среда LCFBM с одноразовой ложкой такого же веса.
микроорганизмы культивировали на жидкой среде Спустя 4 суток культивирования был отмечен
LCFBM в течение 7 суток, используя в качестве значительный прирост микроорганизмов в колбе
источника углерода пенополистирольную крошку. (Рис. 3), при этом масса ложки в колбе с
Далее полученный инокулят пересевали на жидкую микроорганизмами уменьшилась на 0,956% по
среду LCFBM, содержащую определенное сравнению с контрольной. количество готового изделия из данного пластика
Рис.3 Колбы со средой ЬСЕБМ с одноразовой ложкой в качестве единственного источника углерода. Колба слева - контрольная, в колбе справа - суспензия наиболее активных микроорганизмов.
Заключение
В данной работе показа возможность культивирования отобранных культур на среде LCFBM, используя в качестве основного источника углерода готовое изделие из полистирола. В дальнейшем планируется изучить механизмы потребления и увеличить эффективность микроорганизмов к потреблению полистирола.
Список литературы
1. Yang S., Progresses in Polystyrene Biodégradation and Prospects for Solutions to Plastic Waste Pollution //
8th International Conference on Future Environment and Energy: IOP Publishing. — 2018. — P. 4—7.
2. Журнал Discovery // Издательство ООО ИД Дискавери. — Москва. — 2020. — № 5 (130). — С. 9.
3. Yang J., Yang Y., Wu W.M., Zhao J., Jiang L. Evidence of Polyethylene Biodegradation by Bacterial Strains from the Guts of Plastic-Eating Waxworms // Environmental Science & Technology: journal. — American Chemical Society. — 2014. Vol. 48, №. 23. — P. 13776—13784.
