The smallest solution to one of our biggest problems - Tierney Thys & Christian Sardet

Translator: Jeffrey KH Reviewer: Napakchanun P. Dutta

At this very moment, almost everything around you is being eaten.

ในปัจจุบัน แทบทุกสิ่งทุกอย่าง รอบตัวคุณกำลังถูกกิน

Invisible to the naked eye, organisms called microbes swarm every surface.

สิ่งมีชีวิตที่มองไม่เห็นด้วยตาเปล่า เรียกว่า จุลินทรีย์ ปกคลุมอยู่ทุกพื้นผิว

Hordes of bacteria, archaea, and fungi have evolved to produce powerful enzymes

กลุ่มแบคทีเรีย อาร์เคีย และเชื้อรา มีพัฒนาการจนผลิตเอ็นไซม์ที่แข็งแกร่ง

that break down tough organic material into digestible nutrients.

ซึ่งย่อยสลายอินทรีย์วัตถุที่เหนียวแน่น ให้เป็นสารอาหารที่สามารถย่อยได้

But there’s one particularly widespread type of material

แต่มีวัสดุประเภทหนึ่ง ที่แพร่กระจายได้รวดเร็วมาก

that almost no microbes can biodegrade:

ซึ่งแทบไม่มีจุลินทรีย์ใดสามารถย่อยสลายได้

plastics.

นั่นคือ พลาสติก

To make most plastics, molecules from oil, gas and coal are refined

ในการผลิตพลาสติก โมเลกุลส่วนใหญ่ ได้มาจากการกลั่นน้ำมัน ก๊าซ และถ่านหิน

and turned into long, repeating chains called polymers.

และเปลี่ยนเป็นโครงสร้างโซ่ยาว ในรูปแบบซ้ำ ๆ กัน เรียกว่า พอลิเมอร์

This process often requires temperatures above 100˚C, incredibly high pressure,

ในกระบวนการนี้มักใช้อุณหภูมิสูงกว่า 100 องศาเซลเซียส ซึ่งมีแรงดันสูงมาก

and various chemical modifications.

และมีการดัดแปลงในทางเคมีต่าง ๆ

The resulting man-made polymers are quite different

พอลิเมอร์ที่มนุษย์สร้างขึ้น มีผลลัพธ์ที่แตกต่าง

from the polymers found in nature.

จากพอลิเมอร์ที่พบเจอในธรรมชาติ

And since they’ve only been around since the 1950s,

และเนื่องจากการผลิตเริ่มต้นขึ้น ราว ๆ ช่วงทศวรรษ 1950

most microbes haven’t had time to evolve enzymes to digest them.

จุลินทรีย์ส่วนใหญ่ไม่มีเวลาเพียงพอในการ ปรับตัวเพื่อสร้างเอนไซม์ที่ย่อยพลาสติกได้

Making matters even more difficult,

ทำให้เรื่องนี้ยิ่งยากขึ้นไปอีก

breaking most plastics’ chemical bonds requires high temperatures

โดยในการทำลายพันธะเคมีของพลาสติกส่วนใหญ่ ต้องการอุณหภูมิที่สูงขึ้น

comparable to those used to create them—

เทียบกับสิ่งอื่น ๆ ที่มนุษย์เคยสร้างมา

and such heat is deadly to most microbes.

และความร้อนดังกล่าว ยังทำลายจุลินทรีย์ส่วนใหญ่

This means that most plastics never biologically degrade—

ซึ่งหมายความว่า พลาสติกส่วนใหญ่ ไม่สามารถย่อยสลายทางชีวภาพได้

they just turn into countless, tiny, indigestible pieces.

แต่พลาสติกจะกลายเป็นสิ่งเล็ก ๆ นับไม่ถ้วน ที่ไม่สามารถย่อยสลายได้

And pieces from the most common plastics like Polyethylene, Polypropylene,

และชิ้นส่วนจากพลาสติกทั่วไป อย่าง พอลิเอทิลีน พอลิโพรพิลีน

and Polyester-terephthalate have been piling up for decades.

และ พอลีเอสเตอร์ เทเรพทาเลต ก็มีการสะสมอยู่มากมาย ยาวนานหลายทศวรรษ

Each year humanity produces roughly 400 million more tons of plastic,

ในแต่ละปี มนุษย์ผลิตพลาสติก โดยประมาณมากกว่า 400 ล้านตัน

80% of which is discarded as trash.

80 เปอร์เซ็นต์ของพลาสติกถูกทิ้งกลายเป็นขยะ

Of that plastic waste, only 10% is recycled.

ซึ่งในพลาสติกที่เป็นขยะนี้ มีเพียง 10 เปอร์เซ็นต์ที่สามารถนำไปรีไซเคิลได้

60% gets incinerated or goes into the landfills,

ในขณะที่ 60 เปอร์เซ็นต์ ถูกเผา หรือฝังลงในหลุมฝังกลบ

and 30% leaks out into the environment

และ 30 เปอร์เซ็นต์รั่วไหลออกสู่สิ่งแวดล้อม

where it will pollute natural ecosystems for centuries.

ซึ่งก่อให้เกิดมลพิษต่อระบบนิเวศ มานานหลายศตวรรษ

An estimated 10 million tons of plastic waste end up in the ocean each year,

ในแต่ละปี ขยะพลาสติกประมาณ 10 ล้านตัน จะลงเอยในมหาสมุทร

mostly in the form of microplastic fragments that pollute the food chain.

ซึ่งส่วนมากอยู่ในรูปของชิ้นส่วน ไมโครพลาสติกที่ปนเปื้อนในห่วงโซ่อาหาร

Fortunately, there are microbes that may be able

แต่ยังโชคดีที่มีจุลินทรีย์บางชนิดที่อาจ

to take a bite out of this growing problem.

หยุดปัญหาที่กำลังเพิ่มมากขึ้นนี้ได้

In 2016, a team of Japanese researchers sampling sludge

ในปี ค.ศ. 2016 ทีมนักวิจัยชาวญี่ปุ่น เก็บตัวอย่างกากตะกอน

at a plastic-bottle recycling plant discovered

ที่โรงงานรีไซเคิลขวดพลาสติก แล้วค้นพบ

Ideonella sakaiensis 201-F6.

แบคทีเรีย Ideonella sakaiensis 201-F6

This never-before-identified bacterium contained two enzymes

แบคทีเรียที่ไม่เคยถูกค้นพบมาก่อนนี้ ประกอบด้วยเอ็นไซม์ 2 ตัว

capable of slowly breaking down PET polymers

ที่สามารถย่อยสลาย พอลิเมอร์ชนิดพีอีทีได้ลงอย่างช้า ๆ

at relatively low temperatures.

ที่อุณหภูมิค่อนข้างต่ำ

Researchers isolated the genes coding for these plastic-digesting enzymes,

นักวิจัยแยกรหัสพันธุกรรมบนยีน สำหรับเอ็นไซม์ย่อยพลาสติก

allowing other bioengineers to combine and improve the pair—

เพื่อให้นักชีววิศวกรรมคนอื่น ๆ สามารถรวบรวมและพัฒนาคู่รหัส

creating super-enzymes that could break down PET up to 6 times faster.

เพื่อช่วยสร้างซุปเปอร์เอ็นไซม์ที่สามารถ ย่อยสลายพีอีทีได้เร็วมากขึ้นถึง 6 เท่า

Even with this boost,

แม้จะมีการพัฒนานี้ขึ้น

these lab-grown enzymes still took weeks to degrade a thin film of PET,

เอนไซม์ที่สร้างขึ้นในห้องทดลองเหล่านี้ ยังใช้เวลาหลายสัปดาห์เพื่อย่อยฟิล์มพีอีที

and they operated best at temperatures below 40˚C.

ซึ่งทำงานได้ดีที่สุดที่อุณหภูมิ ต่ำกว่า 40 องศาเซลเซียส

However, another group of scientists in Japan had been researching

อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์อีกกลุ่มหนึ่ง ในญี่ปุ่นได้ทำการวิจัย

bacterial enzymes adapted to high temperature environments

เอนไซม์แบคทีเรียที่ปรับตัวเข้ากับ สภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง

like compost piles.

เช่น ในกองปุ๋ยหมัก

And within one particularly warm pile of rotting leaves and branches,

และภายใต้กองใบไม้และกิ่งไม้เน่าเปื่อย ในสภาวะอบอุ่นโดยเฉพาะ

they found gene sequences for powerful degrading enzymes

นักวิจัยพบลำดับยีนสำหรับสร้าง เอนไซม์ย่อยสลายที่มีประสิทธิภาพ

known as Leaf Branch Compost Cutinases.

ชื่อ Leaf Branch Compost Cutinases (คิวติเนสจากการเน่าเปื่อยของกิ่งไม้)

Using fast-growing microorganisms,

จากการใช้จุลินทรีย์ที่เติบโตเร็วนี้

other researchers were able to genetically engineer

ช่วยให้นักวิจัยคนอื่น ๆ สามารถ ดัดแปลงพันธุวิศวกรรม

high quantities of these enzymes.

เอนไซม์เหล่านี้ได้ในปริมาณมาก

They then enhanced and selected special variants of the Cutinases

จากนั้นพวกเขาจึงได้ต่อยอดด้วยการพัฒนา และเลือกคิวติเนสชนิดพิเศษ

that could degrade PET plastic in environments reaching 70˚C—

ที่ช่วยย่อยสลายพลาสติกพีอีที ในสภาพแวดล้อมที่สูงถึง 70 องศาเซลเซียสได้

a high temperature that can weaken PET polymers and make them digestible.

ซึ่งอุณหภูมิสูงนี้ช่วยให้ พอลีเมอร์พีอีทีอ่อนตัวลงและย่อยสลายได้

With the help of these and other tiny diehards,

ด้วยความช่วยเหลือจากเอนไซม์เหล่านี้ และจากจุลินทรีย์ตัวเล็กอื่น ๆ

the future of PET recycling looks promising.

ทำให้อนาคตของการรีไซเคิลพีอีที ดูมีแนวโน้มเป็นจริงมากขึ้น

But PET is just one type of plastic.

แต่พีอีทีเป็นเพียงพลาสติกชนิดหนึ่ง

We still need ways to biologically degrade all the other types,

เราจำเป็นต้องหาวิธีการย่อยสลายทางชีวภาพ ของพลาสติกประเภทอื่น ๆ ทั้งหมด

including abundant PEs and PPs

ซึ่งรวมไปถึงพลาสติกพีอี และพีพี อีกมากมาย

which only begin breaking down at temperatures well above 130˚C.

ซึ่งจะเริ่มแตกสลายลงที่อุณหภูมิ สูงกว่า 130 องศาเซลเซียสเท่านั้น

Researchers don’t currently know of any microbes or enzymes

ปัจจุบันนักวิจัยยังไม่รู้จัก จุลินทรีย์หรือเอนไซม์ใด ๆ

tough enough to tolerate such temperatures.

ที่สามารถทนความร้อนที่อุณหภูมิดังกล่าว

So for now, the main way we deal with these plastics

ดังนั้นสำหรับตอนนี้ วิธีการหลัก ที่เราใช้จัดการกับพลาสติกเหล่านี้

is through energy-intensive physical and chemical processes.

คือ การจัดการผ่านกระบวนการทางกายภาพ ที่ใช้พลังงานมาก รวมทั้งกระบวนการทางเคมี

Today only a small fraction of plasticwaste

ทุกวันนี้ มีเพียงเศษชิ้นส่วนเล็ก ๆ ของขยะพลาสติก

can be biologically degraded by microbes.

ที่สามารถย่อยสลายทางชีวภาพด้วยจุลินทรีย์

Researchers are looking for more heat-tolerant plastivores

นักวิจัยกำลังพยายามมองหา แบคทีเรียกินพลาสติกซึ่งสามารถทนความร้อน

in the planet’s most hostile environments

อยู่ในสภาพแวดล้อมที่ไม่เป็นมิตรที่สุดในโลก

and engineering better plastivorous enzymes in the lab.

และวิศวกรรมเอนไซม์ย่อยพลาสติก ที่ดีขึ้นในห้องปฏิบัติการ

But we can’t rely solely on these tiny helpers to clean up our enormous mess.

ทว่า เราไม่สามารถพึ่งพาเพียงตัวช่วยเล็ก ๆ ในการเก็บกวาดสภาพรกรุงรังอันมหาศาลเช่นนี้

We need to completely rethink our relationship with plastics,

เราต้องคิดถึงความสัมพันธ์ของเรา กับพลาสติกให้ถี่ถ้วนอีกครั้ง

make better use of existing plastics,

ใช้ประโยชน์จากพลาสติกที่มีอยู่ให้ดีขึ้น

and stopproducing more of the same.

และเลิกผลิตพลาสติกเดียวกันนี้

And we urgently need to design more environmentally friendly types of polymers

และเราจำเป็นต้องรีบออกแบบพอลีเมอร์ ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมอย่างเร่งด่วน

that our growing entourage of plastivores can easily break down.

ที่กลุ่มจุลินทรีย์กำลังเติบโตของเรา สามารถย่อยสลายได้โดยง่าย