تجزیه پلاستیک با میلورم یا کرم پلاستیک خوار

برای دهه‌ها، پلاستیک یکی از مفیدترین مواد در جهان بوده و در عین حال یکی از بزرگ‌ترین مشکلات زیست‌محیطی ما نیز به شمار می‌آید. هر سال میلیون‌ها تُن پلاستیک در محل‌های دفن زباله، رودخانه‌ها رها می‌شود؛ موادی که ممکن است صدها سال طول بکشد تا تجزیه شوند. پژوهش‌های جدید نشان می‌دهند که بیش از ۴۰۰ میلیون تُن پلاستیک در سال تولید و کمتر از ۱۰ درصد آن به‌درستی بازیافت می‌گردد. بقیه در محیط باقی می‌مانند، حتی وارد زنجیره غذایی انسان و جریان خون ما می‌شوند. اما تجزیه پلاستیک با میلورم ها کشف شگفت‌انگیز دانشمندان است. میلورم یا همان کرم پلاستیک‌ خوار، توانایی هضم و تجزیه برخی از انواع پلاستیک، از جمله پلی‌استایرن را دارند. در این مقاله بررسی خواهیم کرد که چگونه میلورم‌ها می‌توانند پلاستیک را تجزیه کنند، چه ویژگی‌هایی باعث توانایی کرم بازیافت پلاستیک می‌شود.

همچنین بخوانید:

♣ پرورش میلورم در خانه | بازار، قیمت و سوددهی

♣ آلودگی خاک با آلاینده‌های نوظهور و تاثیر آن بر زنجیره غذایی

چرا تجزیه پلاستیک با میلورم منحصربه‌فرد است؟

چرخه طبیعی تجزیه پلاستیک در محیط زیست معمولاً بسیار کند و دشوار است، زیرا موادی مانند پلی‌اتیلن و پلی‌استایرن به سختی هضم می‌شوند و ممکن است صدها سال طول بکشد تا تجزیه شوند. میلورم‌ یا کرم‌ پلاستیک‌ خوار اما توانایی منحصربه‌فردی در هضم طبیعی این پلاستیک‌ها دارد؛ آنزیم‌ها و باکتری‌های خاص در روده آن‌ها زنجیره‌های پلیمر را می‌شکنند و پلاستیک را به مولکول‌های ساده‌تر تبدیل می‌کنند که یا جذب بدن می‌شوند یا به‌صورت ضایعات بی‌ضرر دفع می‌گردند.

میلورم‌ها تجزیه‌کننده پلی‌استایرن هستند و می‌توانند پلی‌استایرن را بدون آسیب به خود هضم کنند و حدود نیمی از پلاستیک مصرفی به دی‌اکسید کربن تبدیل می‌شود، بقیه نیز تجزیه یا دفع می‌گردد، موضوعی که امید به استفاده از روش میکروب‌ها و حشرات تجزیه‌کننده پلاستیک را برای بازیافت زیستی افزایش داده است.

عوامل مؤثر بر فرآیند تجزیه پلاستیک توسط میلورم ‌ها

با وجود پتانسیل بالای میلورم‌ها در تجزیه پلاستیک، چندین عامل می‌توانند سرعت و کارایی فرآیند کرم بازیافت پلاستیک را تحت تأثیر قرار دهند:

• نوع پلاستیک و ساختار شیمیایی آن: همه پلاستیک‌ها به یک اندازه قابل هضم نیستند. برای مثال، پلی‌استایرن نسبت به پلی‌اتیلن آسان‌تر تجزیه می‌شود، زیرا ساختار مولکولی ساده‌تری دارد. پلاستیک‌های متراکم با افزودنی‌های پیچیده برای آنزیم‌های میلورم سخت‌تر هضم می‌شوند.
• ترکیب رژیم غذایی میلورم و شرایط محیطی: توانایی کرم‌ها در تجزیه پلاستیک به شدت به محیط زندگی آن‌ها بستگی دارد. عواملی مانند دما، رطوبت و نور بر متابولیسم و فعالیت میکروبی آن‌ها تأثیر می‌گذارند. رژیم غذایی متعادل که شامل منابع طبیعی غذایی (مانند سبوس یا جو دوسر) همراه با پلاستیک باشد، باعث افزایش طول عمر و کارایی تجزیه پلاستیک می‌شود.
• وجود افزودنی‌ها یا سموم در پلاستیک: بسیاری از پلاستیک‌های تجاری شامل رنگ‌ها، بازدارنده‌های شعله یا مواد شیمیایی پایدارکننده هستند که می‌توانند برای میلورم‌ها سمی باشند. این مواد نه تنها طول عمر کرم‌ها را کاهش می‌دهند، بلکه ممکن است باکتری‌های روده که مسئول تجزیه پلاستیک هستند را نیز مختل کنند.

درک این عوامل برای هر کسی که قصد آزمایش یا گسترش فرآیند تجزیه پلاستیک با میلورم‌ ها را دارد، حیاتی است. مسئله فقط این نیست که کرم‌ها پلاستیک بخورند؛ بلکه ایجاد یک محیط زیستی مناسب است که سیستم بازیافت طبیعی بتواند به بهترین شکل عمل کند.

نحوه عملکرد تجزیه پلاستیک توسط میل‌ورم‌ها چگونه است؟

کرم بازیافت پلاستیک و محیط زیست با هم در ارتباط هستند. استفاده از میلورم در کاهش آلودگی پلاستیکی نقش مهمی دارند. جهت کمک گرفتن از میلورم‌ها نیازمند ایجاد یک محیط کنترل‌شده است تا کرم‌ها بتوانند سالم رشد کرده و پلاستیک را به‌صورت ایمن پردازش کنند، و با پایش مناسب بدون آسیب به محیط زیست می‌توان از توانایی طبیعی آن‌ها بهره برد.

روند تجزیه پلاستیک با میلورم یا کرم پلاستیک خوار عبارتند از:

• راه‌اندازی یک سیستم کوچک
• اطمینان از عملکرد پایدار

راه‌اندازی یک سیستم کوچک بازیافت با میل‌ورم‌ها

ایجاد یک سیستم کوچک بازیافت پلاستیک با میلورم‌ها، با رعایت چند مرحله کلیدی، بسیار ساده است:

• انتخاب گونه مناسب: رایج‌ترین میلورم‌ها Tenebrio molitor و Zophobas morio هستند. هر دو در مصرف پلی‌استایرن و پلی‌اتیلن مؤثرند، اما دومی معمولاً قادر است مقادیر بیشتری پلاستیک را فرآوری کند.
• ایجاد شرایط زندگی مناسب: یک ظرف مناسب با درپوش تنفسی، لایه‌ای از بستر مانند سبوس یا جو دوسر، و کنترل دمای محیط و رطوبت ضروری است. شرایط بهینه به حفظ متابولیسم کرم‌ها و فعالیت میکروبی آن‌ها کمک می‌کند تا تجزیه پلاستیک به بهترین شکل انجام شود.
• افزودن پلاستیک و کنترل تغذیه: اگرچه میلورم‌ها می‌توانند فقط با پلاستیک زنده بمانند، اما افزودن مقدار کمی سبوس، سبزیجات یا میوه باعث سلامت و فعالیت بیشتر آن‌ها خواهد ‌شد. بهتر است قطعات پلاستیک کوچک یا خرد شده باشند تا مصرف آن‌ها برای کرم‌ها آسان‌تر شود.
• پایش ایمن فرآیند تجزیه: به‌طور منظم سیستم را از نظر کپک، رطوبت زیاد یا علائم استرس کرم‌ها بررسی کنید. میزان پلاستیک مصرف شده و سلامت کرم‌ها را به‌طور مرتب کنترل کنید.

اطمینان از عملکرد پایدار و ایمن سیستم

برای حفظ یک سیستم بازیافت پلاستیک ایمن و مؤثر توسط کرم بازیافت پلاستیک، چند عامل مهم وجود دارد. با رعایت این عوامل عملکرد کرم پلاستیک خوار به بهترین نحو صورت خواهد گرفت. این موارد عبارتند از:

• جلوگیری از تجمع سموم: بسیاری از پلاستیک‌های تجاری دارای افزودنی‌هایی هستند که در صورت تجمع می‌توانند برای کرم‌ها مضر باشند. پلاستیک‌های مصرف‌نشده را به‌طور منظم خارج کرده و باقیمانده‌ها را کنترل کنید.
• ترکیب یک رژیم غذایی متعادل: تغذیه مکمل به حفظ سلامت کرم‌ها کمک می‌کند تا آن‌ها بتوانند پلاستیک را به‌طور مؤثر هضم کنند و ضعیف یا تلف نشوند.
• جلوگیری از آلودگی و مدیریت ضایعات باقی‌مانده: ضایعات کرم‌ها، مانند فضولات، باید به‌درستی مدیریت شوند. این ضایعات می‌توانند کمپوست شوند یا به شکل ایمن دفع شوند تا از آلوده شدن محیط جلوگیری شود. حفظ نظافت، بهره‌وری سیستم را در طول زمان تضمین می‌کند.

تجزیه یک قطعه پلاستیک چقدر زمان می‌برد؟

پلاستیک به‌طور معروف فرآیند تجزیه‌ای بسیار کند دارد. در شرایط طبیعی، موادی مانند پلی‌اتیلن یا پلی‌استایرن ممکن است صدها سال طول بکشد تا تجزیه شوند و اغلب به میکروپلاستیک‌ها تبدیل می‌شوند و به‌طور کامل از بین نمی‌روند. این سرعت کم، دلیل تلاش پژوهشگران برای یافتن روش‌های جایگزین است، از جمله استفاده از کرم‌های بازیافت پلاستیک (میلورم‌ها) که می‌توانند این فرآیند را به‌صورت طبیعی و کنترل‌شده تسریع کنند.

جدول پایین نشان می‌دهد که میلورم‌ها می‌توانند زمان تجزیه پلاستیک‌های خاص را به‌طور چشمگیری کاهش دهند، و یک جایگزین محیط‌زیست‌دوست ارائه می‌کنند که از فرآیندهای طبیعی بیولوژیکی بهره می‌برد.

چگونه تجزیه پلاستیک با میلورم ارزشمند می شود؟

آلودگی پلاستیکی یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های محیط‌زیستی زمان ماست. پلاستیک‌های سنتی صدها سال طول می‌کشند تا تجزیه شوند و باعث آسیب‌های جدی به اکوسیستم می‌شوند. این کرم‌ها نه تنها در بازیافت پلاستیک نقش دارند، بلکه محصولات جانبی ارزشمندی نیز تولید می‌کنند که در صنایع مختلف کاربرد دارند. با استفاده از فرآیندهای بیولوژیکی پلاستیک خوار می‌توانیم به سوی مدیریت پایدار پسماند و اقتصاد چرخه‌ای حرکت کنیم. در ادامه به محصولات جانبی ارزشمندی که توسط میلورم تولید خواهند شد اشاره می‌کنیم.

استخراج کیتین و کیتوسان از پوسته میل‌ورم‌ها

یکی از محصولات ارزشمند به‌دست آمده از کرم‌ها پس از تجزیه پلاستیک، کیتین است که یک بیوپلیمر طبیعی در پوسته آن‌ها یافت می‌شود. استخراج و تولید کیتین از کرم میلورم و مشتق آن یعنی کیتوزان معمولاً شامل چند مرحله اصلی است که ابتدا دمینرالیزاسیون (حذف مواد معدنی)، سپس دپروتئیناسیون (حذف پروتئین‌ها) و در نهایت داستیلاسیون برای استخراج کیتوزان از میلورم انجام می‌شود.

مراحل کلی استخراج عبارتند از:

• دمینرالیزاسیون: حذف کربنات کلسیم با استفاده از اسیدهای ملایم.
• دپروتئیناسیون: حذف پروتئین‌ها توسط محلول‌های قلیایی.
• داستیلاسیون: تبدیل کیتین به کیتوزان با استفاده از قلیاهای غلیظ.

کیتوزان استخراج شده از کرم‌ها نسبت به منابع دریایی مانند پوست میگو یا خرچنگ مزایایی دارد، از جمله وزن مولکولی و درجه داستیلاسیون یکنواخت‌تر که باعث افزایش حلالیت و فعالیت بیولوژیکی آن می‌شود. همچنین کاربردهای صنعتی کیتین و کیتوزان عبارتند از:

• بیوپلاستیک‌ها: بسته‌بندی‌های زیست‌تخریب‌پذیر و دوستدار محیط‌زیست.
• لوازم آرایشی: محصولات مراقبت از پوست با خاصیت مرطوب‌کنندگی و ضد میکروب.
• پزشکی: پانسمان زخم، سیستم‌های دارورسانی و مهندسی بافت.
• کشاورزی: بیوپستیسیدهای طبیعی و بهبوددهنده‌های خاک.

تولید کود آلی از فضولات میلورم

علاوه بر استخراج کیتین، فضولات کرم‌ها پس از تجزیه پلاستیک می‌توانند به کود ارگانیک غنی از مواد مغذی تبدیل شوند. این کود که به عنوان ورمی کمپوست شناخته می‌شود، حاوی عناصر ضروری مانند نیتروژن، فسفر و پتاسیم و همچنین میکروب‌های مفید است که سلامت خاک را بهبود می‌بخشد.

• ترکیب مواد مغذی و تاثیر آن بر سلامت خاک: کود ارگانیک حاصل از کرم‌ها سرشار از اسیدهای هیومیک، آنزیم‌ها و باکتری‌های مفید است که ساختار خاک، نگهداری آب و دسترسی به مواد مغذی را بهبود می‌بخشد. مطالعات نشان داده‌اند این کود رشد گیاه را افزایش داده و مقاومت آن در برابر بیماری‌ها را تقویت می‌کند.
• روش‌های کمپوست‌سازی: فضولات کرم معمولاً تحت شرایط هوادهی کنترل‌شده کمپوست می‌شوند تا مواد مغذی تثبیت شده و ایمنی آنها تضمین گردد. کمپوست‌سازی همچنین به کاهش عوامل بیماری‌زا و تبدیل مواد آلی به شکلی که گیاهان بهتر جذب کنند کمک می‌کند.
• کاربرد در کشاورزی و ملاحظات ایمنی: این کود برای کشاورزی پایدار بسیار مناسب است و نیاز به کودهای شیمیایی را کاهش داده و باروری خاک را در بلندمدت افزایش می‌دهد. با این حال، انجام تست‌های کیفیت به منظور اطمینان از عدم وجود آلاینده‌ها و عوامل بیماری‌زا به ویژه در صورت حضور باقی‌مانده‌های پلاستیکی ضروری است. پروتکل‌های ایمنی و استانداردهای صدور گواهی، سلامت کود و محیط زیست را تضمین می‌کنند.

مقالات مرتبط:

♣ کود کمپوست و روش های تولید آن چیست؟

♣ راز حاصلخیزی خاک با کود گوگرد؛ افزایش عملکرد تا دو برابر!

کلام آخر:

تجزیه پلاستیک با میلورم یکی از راه های نوآورانه است؛ کرم پلاستیک خوار نقش مهمی در کاهش آلودگی‌های زیست‌محیطی ایفا کرده و علاوه بر این، محصولات ارزشمندی مانند کیتین، کیتوزان و کود آلی تولید می‌کنند که در صنایع مختلف کاربرد دارند. با این حال، کرم بازیافت پلاستیک نباید به عنوان جایگزین کامل روش‌های صنعتی بازیافت دیده شود، بلکه مکملی طبیعی و سازگار با محیط زیست برای بهبود فرآیند بازیافت پلاستیک هستند. با ترکیب بازیافت پلاستیک توسط کرم‌ها و تولید کود ارگانیک همچون اگروسیب تولیدی آرال شیمی، می‌توانیم هم به کاهش آلودگی پلاستیکی کمک و هم بهره‌وری کشاورزی را افزایش دهیم و حلقه مدیریت پسماند را کامل کنیم.