งานวิจัยพบ จุลินทรีย์ในดินและน้ำกำลังวิวัฒนาการให้ย่อย ‘ขยะพลาสติก’ ได้ !

อย่างที่ทราบกันดีว่า ขยะพลาสติกนั้นเป็นปัญหามลภาวะที่เป็นปัญหาใหญ่ระดับโลก เนื่องจากการที่ขยะพลาสติกในโลกมีปริมาณมากขึ้นในทุก ๆ ปี และที่สำคัญคือ พลาสติกส่วนใหญ่จำนวนมหาศาลไม่สามารถย่อยสลายได้ภายในเร็ววัน (อาจจะต้องใช้เวลาย่อยสลายนานถึง 200 ปี) แถมนำเอามารีไซเคิลได้ยาก และนั่นก็ส่งผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตในโลก ไม่เว้นแม้แต่สิ่งมีชีวิตเล็ก ๆ อย่างจุลินทรีย์ แต่ผลงานการวิจัยล่าสุดของประเทศสวีเดนค้นพบสิ่งที่น่าแปลกอยู่อย่างหนึ่ง เนื่องจากดูเหมือนว่าจุลินทรีย์ในผืนดินและมหาสมุทรทั้งโลกกำลังค่อย ๆ มีวิวัฒนาการปรับตัวให้สามารถย่อยสลายพลาสติกได้อย่างไม่น่าเชื่อ

ผลการวิจัยนี้ตีพิมพ์ในวารสาร ‘Microbial Ecology’ โดยนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีชาร์ลเมอร์ส (Chalmers University of Technology) ประเทศสวีเดน ซึ่งเป็นผลงานการศึกษาวิจัยระดับโลกครั้งแรก เกี่ยวกับศักยภาพในการย่อยสลายพลาสติกของจุลินทรีย์ และพบว่ามีจุลินทรีย์จำนวนหนึ่งมีเอนไซม์ที่เหมาะสมในการย่อยสลายพลาสติกชนิดต่าง ๆ ได้ประมาณ 10 ประเภท ซึ่งในผลงานการวิจัยได้กล่าวว่า นี่เป็นหลักฐานของผลกระทบที่ชี้วัดได้ของปัญหาขยะพลาสติกที่ส่งผลกระทบต่อระบบนิเวศของจุลินทรีย์ทั่วโลก หรือกล่าวอีกนัยว่า จุลินทรีย์เหล่านี้สามารถปรับตัวให้เข้ากับสภาวะแวดล้อมที่เต็มไปด้วยมลพิษขยะพลาสติก

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีชาร์ลเมอร์สได้ทำการวิเคราะห์ข้อมูลจากยีนที่นำมาจากตัวอย่าง DNA ของจุลินทรีย์ที่อยู่ตามธรรมชาติ และพบว่าในยืนที่เข้ารหัสเหล่านั้นมีเอนไซม์ที่ใช้สำหรับย่อยสลายพลาสติกได้มากถึง 30,000 ชนิด แบ่งเป็นจากในมหาสมุทร 12,000 ประเภท และในดิน 18,000 ประเภท ซึ่งเอนไซม์ทั้งหมดนี้ มีประสิทธิภาพในการย่อยสลายพลาสติกชนิดต่าง ๆ ได้ถึง 10 ชนิด

หากแยกย่อยลงไปอีก จะพบว่าในมหาสมุทรพบเอนไซม์ 12,000 ประเภท จากที่ต่าง ๆ กว่า 67 ตำแหน่ง และจากความลึกของมหาสมุทรที่แตกต่างกัน 3 ระดับ พบว่าเอนไซม์ที่พบในมหาสมุทรจะสามารถย่อยสลายพลาสติกได้สูงกว่า ตามข้อมูลที่พบว่า ยิ่งน้ำระดับน้ำในทะเลลึกเท่าไหร่ก็จะยิ่งมีมลพิษมากขึ้น ส่วนในดิน ผู้วิจัยได้ทำการสำรวจดินจากสถานที่ต่าง ๆ 169 แห่งใน 38 ประเทศ และแหล่งที่อยู่อาศัย 11 แห่ง พบว่ามีเอนไซม์ในดินที่ย่อยสลายพลาสติกได้ 18,000 ประเภท เนื่องจากตรวจพบสารกลุ่มพาทาเลต (Phthalate – สารเติมแต่งพลาสติกกลุ่มพีวีซีและไวนิลเพื่อให้มีลักษณะอ่อนตัว ยืดหยุ่น) ที่จุลินทรีย์ย่อยสลายได้ยากในดินมากกว่าในมหาสมุทร

‘ผศ.อเล็กเซ เซเลซเนียก’ (Assistant Prof. Aleksej Zelezniak) ได้ให้สัมภาษณ์เกี่ยวกับการวิจัยนี้ว่า เราพบหลักฐานมากมายที่สนับสนุนว่า ประสิทธิภาพในการย่อยสลายพลาสติกของจุลินทรีย์ที่มีอยู่ทั่วทั้งโลก สอดคล้องอย่างมากกับปริมาณขยะพลาสติกในสิ่งแวดล้อมที่เพิ่มขึ้นอยู่เรื่อย ๆ ซึ่งเป็นการชี้ให้เห็นว่า สิ่งแวดล้อมตอบสนองต่อการกระทำของเราได้อย่างไรบ้าง สอดคล้องกับ ‘ยาน ซิเมก’ (Jan Zrimec) ผู้วิจัยร่วมได้กล่าวว่า “เราคงไม่ได้คาดหวังว่าจะพบเอนไซม์จำนวนมากขนาดนี้ในจุลินทรีย์ที่อาศัยอยู่ในแหล่งต่าง ๆ มากมาย นี่เป็นการค้นพบที่น่าประหลาดที่ชี้ให้เห็นถึงระดับของปัญหาอย่างแท้จริง”

อีกสิ่งที่น่าสนใจก็คือ ทีมวิจัยยังศึกษาพบว่า ในบรรดาเอนไซม์ทั้งหมดกว่า 30,000 ชนิด เกือบ 60% ไม่ตรงกับคลาส (การจัดประเภทของเอนไซม์) ใด ๆ ที่เคยมีการจัดประเภทมาก่อนเลย ทีมวิจัยจึงต้องทำการศึกษาเพิ่มเติมว่า เอนไซม์เหล่านี้มีองค์ประกอบอะไรบ้าง และสามารถย่อยสลายพลาสติกได้อย่างไร รวมทั้งการทดสอบเพื่อหาเอนไซม์ที่มีประสิทธิภาพในการย่อยสลายพลาสติกในห้องแล็บได้ดีที่สุด และอัตราการย่อยสลายที่ทำได้ เพื่อนำไปต่อยอดพัฒนาระบบการย่อยสลายขยะพลาสติกที่มาจากอุตสาหกรรม เพื่อช่วยให้สามารถลดการผลิตพลาสติกใหม่ได้ในอนาคต

แนวคิดเอนไซม์ย่อยสลายพลาสติกจริง ๆ แล้วไม่ใช่เรื่องใหม่เสียทีเดียว เพราะนักวิทยาศาสตร์ชาวญี่ปุ่นได้ค้นพบจุลินทรีย์ในกองขยะที่ปล่อยเอนไซม์ย่อยพลาสติกได้เป็นครั้งแรกเมื่อปี 2018 จนกระทั่งในปี 2020 เอนไซม์ตัวเดียวกันนี้ได้รับการปรับแต่งให้สามารถย่อยสลายพลาสติกได้เร็วขึ้น 6 เท่า และในปีเดียวกัน นักวิจัยในเยอรมนีสามารถพัฒนาเอนไซม์ที่สามารถย่อยสลายขวดพลาสติกน้ำหนัก 1 ตันได้โดยใช้เวลาเพียง 10 ชั่วโมง และในปี 2020 บริษัท Carbios ของฝรั่งเศสสามารถคิดค้นเอนไซม์ที่สามารถย่อยสลายพลาสติกเพื่อนำไปใช้รีไซเคิลได้ภายในเวลาไม่กี่ชั่วโมง

สิ่งที่น่ากังวลก็คือ แม้การผลิตพลาสติกในช่วงทศวรรษที่ 1950 หรือเพียงแค่ครึ่งหลังของศตวรรษที่ 20 มีอัตราการผลิตพลาสติกอยู่เพียง 2 ล้านตันต่อปี แต่ไม่น่าเชื่อว่า ในอีก 70 ปีถัดมา การผลิตจะทวีคูณขึ้นไปมากถึง 380 ล้านตันในปี 2019 โดยส่วนหนึ่งของขยะพลาสติก 8 ล้านตันต่อปี ไหลลงสู่มหาสมุทรและกระจัดกระจายไปทั่วทั้งโลก ไม่เว้นแม้แต่ทวีปแอนตาร์กติกา และร่องลึกบาดาลมาเรียนา (Mariana Trench) ซึ่งเป็นร่องลึกใต้มหาสมุทรที่มีความลึกที่สุดในโลก นั่นจึงหมายความว่า การค้นพบในครั้งนี้อาจเป็นดาบสองคม ที่แม้จะสามารถพบว่ามีจุลินทรีย์ที่สามารถย่อยสลายขยะพลาสติกได้ แต่มันก็เป็นหลักฐานสำคัญที่ชี้ให้เห็นว่า เราได้สร้างมลพิษจากขยะพลาสติกเอาไว้มากมายมหาศาลขนาดไหน

อ้างอิง | อ้างอิง | อ้างอิง | อ้างอิง

พิสูจน์อักษร : สุชยา เกษจำรัส