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

Translator: Ngọc Dương Reviewer: Dinh Lieu Vu

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

Vào thời điểm này,

hầu như mọi thứ xung quanh bạn đều đang bị ăn mòn.

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

Các sinh vật gọi là vi sinh vật mà mắt thường không thể nhìn thấy

nhung nhúc trên khắp bề mặt.

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

Những đám vi khuẩn, cổ khuẩn và giới nấm

đã tiến hóa để sản sinh ra những enzyme mạnh mẽ

that break down tough organic material into digestible nutrients.

mà phân hủy vật chất hữu cơ cứng thành các chất dinh dưỡng có thể tiêu hóa.

But there’s one particularly widespread type of material

Nhưng có một loại vật liệu đặc biệt phổ biến

that almost no microbes can biodegrade:

mà hầu như không có vi sinh vật nào có thể phân hủy:

plastics.

NHỰA.

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

Để chế tạo hầu hết các loại nhựa,

những phân tử từ dầu mỏ, khí đốt và than đá được tinh chế

and turned into long, repeating chains called polymers.

và chuyển hóa thành các chuỗi dài, lặp lại gọi là các polymer.

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

Quá trình này thường yêu cầu nhiệt độ trên 100 ˚C,

với áp suất cực kỳ cao,

and various chemical modifications.

và những biến đổi hóa học khác nhau.

The resulting man-made polymers are quite different

Sản phẩm polymer do con người tạo ra rất khác biệt

from the polymers found in nature.

so với polymer có trong tự nhiên.

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

Và chúng chỉ mới xuất hiện từ những năm 1950,

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

hầu hết các vi sinh vật không đủ thời gian tiến hóa enzyme

để tiêu hóa chúng.

Các vấn đề trở nên khó khăn hơn,

Making matters even more difficult,

việc phá vỡ các liên kết hóa học của hầu hết các loại nhựa

breaking most plastics’ chemical bonds requires high temperatures

đòi hỏi nhiệt độ cao

comparable to those used to create them—

như với nhiệt độ được sử dụng khi tạo ra chúng—

and such heat is deadly to most microbes.

và sức nóng này là chí tử đối với hầu hết các vi sinh vật.

This means that most plastics never biologically degrade—

Điều này có nghĩa là hầu hết các loại nhựa

không bao giờ phân rã được về mặt sinh học—

they just turn into countless, tiny, indigestible pieces.

chúng chỉ biến thành vô số những mảnh tí hon,

không thể tiêu hóa được.

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

Và các mảnh từ những loại nhựa phổ biến nhất

như Polyethylene, Polypropylene

and Polyester-terephthalate have been piling up for decades.

và Polyester-terephthalate đã tích tụ trong nhiều thập kỷ.

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

Mỗi năm nhân loại sản xuất thêm khoảng 400 triệu tấn nhựa,

80% of which is discarded as trash.

80% trong số này bị loại bỏ thành rác.

Of that plastic waste, only 10% is recycled.

Chỉ 10% số rác nhựa được tái chế.

60% gets incinerated or goes into the landfills,

60% được thiêu đốt hoặc đưa vào các bãi rác,

and 30% leaks out into the environment

và 30% rò rỉ ra môi trường

where it will pollute natural ecosystems for centuries.

nơi mà nhựa sẽ làm ô nhiễm các hệ sinh thái tự nhiên

trong nhiều thế kỷ.

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

Một ước tính có khoảng 10 triệu tấn rác thải nhựa

trôi dạt trên biển mỗi năm,

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

chủ yếu dưới dạng các mảnh vi nhựa làm ô nhiễm chuỗi thức ăn.

Fortunately, there are microbes that may be able

May mắn thay, có những vi sinh vật có thể

to take a bite out of this growing problem.

giảm bớt vấn đề ngày càng gia tăng này.

In 2016, a team of Japanese researchers sampling sludge

Vào năm 2016, một nhóm các nhà nghiên cứu Nhật Bản

trong khi lấy mẫu bùn

at a plastic-bottle recycling plant discovered

tại một nhà máy tái chế chai nhựa đã phát hiện ra

Ideonella sakaiensis 201-F6.

Ideonella sakaiensis 201-F6.

This never-before-identified bacterium contained two enzymes

Vi khuẩn chưa từng được phát hiện này chứa hai enzyme

capable of slowly breaking down PET polymers

có khả năng phân hủy chậm các PET polymer

at relatively low temperatures.

ở nhiệt độ tương đối thấp.

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

Các nhà nghiên cứu đã tách mã di truyền

đối với những enzyme phân hủy nhựa này,

allowing other bioengineers to combine and improve the pair—

cho phép các kỹ sư sinh học khác kết hợp và cải thiện cặp enzyme—

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

tạo ra các siêu enzyme mà có thể phân hủy PET nhanh gấp 6 lần.

Even with this boost,

Ngay cả với sự thúc đẩy này,

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

các enzyme nuôi cấy trong phòng thí nghiệm

vẫn mất hàng tuần để phân hủy một màng PET nhựa mỏng,

and they operated best at temperatures below 40˚C.

và chúng hoạt động hiệu quả nhất ở nhiệt độ dưới 40˚C.

However, another group of scientists in Japan had been researching

Tuy nhiên, một nhóm các nhà khoa học khác ở Nhật Bản đã nghiên cứu

bacterial enzymes adapted to high temperature environments

các enzyme vi khuẩn thích nghi được với môi trường nhiệt độ

like compost piles.

cao như các đống phân trộn.

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

Và bên trong những đống phân đặc biệt ấm

từ những chiếc lá và cành cây đang thối rữa,

they found gene sequences for powerful degrading enzymes

họ đã tìm thấy các trình tự gen với các enzyme phân hủy mạnh mẽ

known as Leaf Branch Compost Cutinases.

được gọi là Leaf Branch Compost Cutinases.

Using fast-growing microorganisms,

Bằng việc sử dụng những vi sinh thể phát triển nhanh,

other researchers were able to genetically engineer

các nhà nghiên cứu khác đã có thể gây giống theo cách di truyền

high quantities of these enzymes.

một lượng lớn những enzyme này.

They then enhanced and selected special variants of the Cutinases

Họ sau đó đã cải thiện và chọn lọc các biến thể đặc biệt của Cutinase

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

mà có thể phân hủy nhựa PET ở môi trường đạt đến 70ºC—  

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

một nhiệt độ cao có thể làm suy yếu PET polymers và khiến nhựa dễ tiêu hóa.

With the help of these and other tiny diehards,

Với sự giúp đỡ của các vi sinh vật này và những loài kháng cự tí hon khác,

the future of PET recycling looks promising.

tương lai của việc tái chế PET trông khá hứa hẹn.

But PET is just one type of plastic.

Nhưng PET chỉ là một loại nhựa.

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

Chúng ta vẫn cần những lối đi về mặt sinh học

để phân hủy tất cả loại nhựa khác,

including abundant PEs and PPs

bao gồm nhiều loại nhựa PE và PP,

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

thứ mà chỉ bắt đầu phân rã ở nhiệt độ cao hơn nhiều

so với ngưỡng 130˚C.

Researchers don’t currently know of any microbes or enzymes

Các nhà nghiên cứu hiện nay

chưa biết đến bất kỳ vi sinh vật hay enzyme nào

tough enough to tolerate such temperatures.

đủ cứng đầu để chịu đựng nhiệt độ như vậy.

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

Hiện tại, cách chủ yếu để chúng ta giải quyết những loại nhựa này

is through energy-intensive physical and chemical processes.

là thông qua các quá trình vật lý và hóa học tiêu tốn nhiều năng lượng.

Today only a small fraction of plasticwaste

Ngày nay, chỉ một phần nhỏ chất thải nhựa

can be biologically degraded by microbes.

có thể được phân hủy về mặt sinh học bởi các vi sinh vật.

Researchers are looking for more heat-tolerant plastivores

Các nhà nghiên cứu đang tìm kiếm các vi sinh vật

và enzyme tiêu hóa chịu nhiệt tốt hơn

in the planet’s most hostile environments

ở những môi trường khắc nghiệt nhất hành tinh

and engineering better plastivorous enzymes in the lab.

và đang tạo ra các enzyme ăn mòn nhựa hiệu quả hơn

trong phòng thí nghiệm.

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

Nhưng con người không thể chỉ đơn thuần dựa vào

những trợ thủ tí hon này để dọn dẹp mớ hỗn độn khổng lồ của mình.

We need to completely rethink our relationship with plastics,

Chúng ta cần xem xét lại toàn diện về mối liên hệ đối với nhựa,

make better use of existing plastics,

tận dụng tốt hơn các loại nhựa hiện có,

and stopproducing more of the same.

và ngưng sản xuất thêm các loại nhựa tương tự.

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

Và chúng ta cần khẩn trương thiết kế các loại polymer

thân thiện với môi trường hơn

mà các vi sinh vật tiêu thụ nhựa đang gia tăng xung quanh chúng ta

that our growing entourage of plastivores can easily break down.

có thể dễ dàng tiêu hóa.