تشرح إحدى الباحثات ريما غنيم: "أنواع النفايات الزراعية في إسرائيل يمكن أن تصل إلى كتل هائلة تصل إلى ملايين الأطنان سنويًا: فضلات الحيوانات، ذبائح صناعة اللحوم، البيض وصناعات أخرى، نفايات النباتات والنفايات الناتجة عن مصانع النسيج. . كل هذه الأمور مجتمعة تنتج مجموعة من المخاطر التي سيكون من دواعي سرورنا تجنبها أو على الأقل تقليلها."
تقدم دراسة جديدة أجراها باحثون من جامعة تل أبيب طريقة ثورية لتحويل النفايات الزراعية إلى بلاستيك حيوي قابل للتحلل. قد يكون لهذه الطريقة العديد من التطبيقات في الهندسة الزراعية والتكنولوجيا الحيوية ومعالجة الملوثات. البحث نتاج مبادرة طالبة الدكتوراه ريما غنايم من قسم الدراسات البيئية باحثة في مجال البلاستيك القابل للتحلل بتوجيه من البروفيسور الكسندر غولبرغ من كلية بورتر للبيئة وعلوم الأرض وبالتعاون مع البروفيسور مايكل جوزين ود. جاغاديش داس من مدرسة الكيمياء في كلية العلوم الدقيقة. الشركاء الآخرون في البحث هم طلاب الدكتوراه نبيل غنيم ورزان يونس، وكلاهما من مركز مثلث البحث والتطوير الإقليمي في كفار كارا وجامعة تل أبيب.
تعتبر النفايات الزراعية مصدر إزعاج صحي وبيئي قد يسبب أضرارًا جسيمة. العديد من المواد العضوية التي يتم إلقاؤها في البيئات الزراعية، تجتذب أعدادًا كبيرة من الحيوانات المفترسة مثل ابن آوى، وهذه بدورها تنتهك التوازن البيئي الدقيق في تلك البيئة الزراعية - سواء عن طريق افتراس الحيوانات الأخرى، أو عن طريق التسبب في أضرار لأنظمة الري، أو بالطبع، عن طريق نقل الأمراض. ولذلك، هناك حاجة متزايدة لإيجاد حلول فعالة ومستدامة لهذه المشكلة.
توضح ريما غنيم: "في دولة إسرائيل وحدها، يمكن أن تصل أنواع النفايات الزراعية المختلفة إلى كتل هائلة تصل إلى ملايين الأطنان سنويًا. نحن نتحدث عن فضلات الحيوانات، وجثث صناعة اللحوم، والبيض وغيرها من الصناعات، والنفايات النباتية والنفايات الناتجة عن مصانع النسيج. كل هذه الأمور معًا تنتج مجموعة من المخاطر التي سيكون من دواعي سرورنا تجنبها أو على الأقل تقليلها.
يوجد في النفايات الناتجة عن الصناعة الزراعية سكر يسمى مانيتول، والذي يستخدم غالبًا كمحلي صناعي ويوجد أيضًا في بعض الأحيان في الأدوية. لقد اتضح أنه عندما تنمو بكتيريا تسمى C.ampihlecti على سطح ركيزة المانيتول، يتم إنشاء بوليمر يسمى PHB في عملية التخليق الحيوي، وهي مادة قابلة للتحلل الحيوي ويسهل التعامل معها نسبيًا.
ويقول الباحثون إنه تم عزل البكتيريا من طحالب بحرية تسمى أولبا (المعروفة أيضًا باسم الخس البحري)، في حين تم استخراج المانيتول نفسه (الموجود بشكل طبيعي في النفايات الزراعية) تجريبيًا من الأوراق الطبيعية. ويأمل الباحثون أن تؤدي الطريقة المقترحة إلى تقليل تكاليف الإنتاج الحالية للنفايات القابلة للتحلل بشكل كبير.
ويضيف غنايم: "من وجهة نظر كيميائية، فإن الغرض من العملية الاصطناعية التي قمنا بها هو محاكاة الطريقة المقترحة. أولاً، استخرجنا مادة المانيتول من أوراق الكرفس وأوراق الزيتون، وصنعنا سائلاً غنياً بهذه المادة. داخل السائل قمنا بتطوير ثقافة بكتيرية. بعد ذلك، قمنا باستخلاص البوليمر البيولوجي من المزرعة البكتيرية عن طريق إذابته في مذيب عضوي "أخضر" فريد من نوعه. أثبت التحليل الطيفي الذي أجريناه في المختبر أن هذا هو بالفعل PHB الذي طال انتظاره."
القيد الرئيسي الموجود اليوم فيما يتعلق بإنتاج PHB بكميات كبيرة هو ارتفاع تكلفة الإنتاج. عدا عن ذلك فإن بعض العمليات المستخدمة ليست صديقة للبيئة، على الرغم من فعاليتها. يوضح البروفيسور جولبرج أن الطريقة الجديدة ليست فعالة فحسب، ولكنها ستعالج أيضًا عيبين رئيسيين - فهي ستقلل بشكل كبير من تكاليف الإنتاج وكذلك استخدام المذيب الطبيعي الفريد في العملية، مما يجعلها "خضراء" تمامًا.
يلخص البروفيسور جولبرج والبروفيسور جوزين: "من وجهة نظرنا، هناك بيان مهم هنا وهو أنه يجب علينا إنتاج مواد خام جديدة من النفايات قدر الإمكان. ومن المهم جدًا التأكيد على أن الحل الذي يقلل التلوث لن يأتي فقط من استخدام هذه البوليمرات القابلة للتحلل الحيوي، ولكن أيضًا من خلال تقليل استهلاك كل واحد منا للبلاستيك. وهنا نؤكد على أنه من الممكن تقليل النفايات وإنشاء بوليمرات مفيدة قابلة للتحلل الحيوي في عملية لا تضر بالبيئة."
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
.
תגובה אחת
أي عملية اقتران ستكون جيدة. النفايات الزراعية عبارة عن مجموعة ضخمة من المواد الغذائية التي يتم التخلص منها بسبب عدم ارتباط العمليات. من الغذاء للإنسان، إلى الحيوانات، إلى النباتات كسماد إلى وسط نمو وإنتاج المواد كما هو موضح هنا. وبدلاً من زراعة الذرة واستخراج الإيثانول منها، ينبغي بذل الجهود لإيجاد طريقة فعالة لاستخدام المخلفات الزراعية لهذا الغرض.