นิตยสาร สสวท. ฉบับที่ 182 พฤษภาคม

ปีที่ 41 ฉบับที่ 182 พฤษภาคม - มิถุนายน 2556

แนวทางในการที่จะแก้ปัญหาขยะพลาสติกที่ปนเปื้อนอยู่ในสิ่ง

แวดล้อมอาจทำ

�ได้ 2 แนวทางคือ

แนวทางแรก

หาจุลินทรีย์จากแหล่ง

ต่าง ๆ ในธรรมชาติที่มีความสามารถในการย่อยสลายพลาสติกที่ผลิต

จากพอลิเอทิลีน

แนวทางที่ 2

พัฒนาพอลิเมอร์สังเคราะห์ที่สามารถ

เกิดการย่อยสลายโดยวิธีการทางชีวภาพหรือพอลิเมอร์สังเคราะห์ที่

สามารถเกิดการย่อยสลายโดยจุลินทรีย์ทั่ว ๆ ไปที่มีอยู่ในแหล่งดิน

และแหล่งน้ำ

�ได้

จุลินทรีย์ย่อยสลายพลาสติกได้อย่างไร

จุลินทรีย์ทั้งแบคทีเรีย รา และแอกทิโนไมซิส สามารถย่อย

สลายพลาสติกที่ผลิตจากพอลิเอทิลีนได้ โดยอาศัยเอนไซม์ทำ

�หน้าที่

เร่งปฏิกิริยาการสลายสายของพอลิเมอร์ให้กลายเป็น

โอลิโกเมอร์

(oligomer) หรือมอนอเมอร์ (monomer)

ซึ่งจะถูกนำ

�ไปใช้ในการ

สลายสารอาหารภายในเซลล์ของจุลินทรีย์ ซึ่งถ้าเป็นการสลายสาร

อาหารแบบใช้ออกซิเจนจะได้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ และน้ำ

� เป็น

ผลิตภัณฑ์สุดท้าย ในขณะที่การสลายสารอาหารแบบไม่ใช้ออกซิเจน

จะได้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ น้ำ

� และยังได้ก๊าซมีเทนกลับเข้าสู่สิ่ง

แวดล้อมอีกด้วย การย่อยสลายพลาสติกโดยจุลินทรีย์ถือเป็นการย่อย

สลายที่สมบูรณ์ เพราะไม่มีผลิตภัณฑ์ที่เป็นพิษตกค้างในสิ่งแวดล้อม

ซึ่งแตกต่างจากพลาสติกที่เกิดการย่อยสลายได้เองจากแสง หรือความ

ร้อน ซึ่งยังเหลือผลิตภัณฑ์ชนิดอื่น ๆ ที่ไม่สามารถย่อยสลายต่อไปได้

และตกค้างอยู่ในสิ่งแวดล้อม

นักวิทยาศาสตร์พยายามที่จะค้นหาเชื้อจุลินทรีย์ที่มีความสามารถ

ในการย่อยสลายพอลิเอทิลีน โดยคาดหวังว่าจุลินทรีย์ที่หาได้นั้น จะ

ช่วยแก้ปัญหาเรื่องการกำ

�จัดขยะพลาสติก ความสนใจและตื่นตัวใน

การหาจุลินทรีย์ย่อยสลายพอลิเอทิลีนยิ่งมีมากขึ้น เมื่อนาย Daniel

Burd นักเรียนระดับมัธยมศึกษาตอนปลายจากประเทศแคนาดา

ได้รับรางวัลระดับโลกหลายรางวัลในปี พ.ศ. 2551 จากการค้นพบ

แบคทีเรียที่สามารถย่อยสลายพอลิเอทิลีนได้

Daniel ตั้งสมมุติฐานการทดลองว่า “ถ้ามีจุลินทรีย์ที่สามารถย่อย

สลายพอลิเอทิลีนอยู่ในธรรมชาติ จะต้องสามารถแยกเชื้อจุลินทรีย์ดัง

กล่าว และใช้จุลินทรีย์ที่แยกได้นี้ในการย่อยสลายถุงพลาสติกที่ผลิต

จากพอลิเอทิลีนได้” Daniel ได้ทำ

�การทดลองแยกจุลินทรีย์ที่ย่อย

สลายพลาสติก โดยใช้

ผงพอลิเอทิลีน (PE Powder)

ผสมลงในอาหาร

เลี้ยงเชื้อ สูตรอาหารนี้ใช้แยกและเพิ่มจำ

�นวนจุลินทรีย์ที่ย่อยสลาย

โพลิเอธิลีนได้เท่านั้นเนื่องจากมีผงพอลิเอทิลีนเป็นแหล่งคาร์บอน

เพียงแหล่งเดียว จุลินทรีย์ชนิดอื่น ๆ ที่ไม่สามารถย่อยสลาย

ผงพอลิเอทิลีน ก็ไม่สามารถเจริญได้

Daniel ใช้ดินจากแหล่งที่มีการทิ้งขยะประเภทพลาสติก ใส่ลง

ในอาหารเลี้ยงเชื้อดังกล่าว นำ

�ไปบ่มบนเครื่องเขย่าเพื่อเพิ่มปริมาณ

ออกซิเจนที่อุณหภูมิห้อง เป็นระยะเวลา 4 สัปดาห์ จากนั้นถ่าย

ของเหลวลงในอาหารเลี้ยงเชื้อใหม่ชนิดเดิม ทำ

�เช่นเดียวกันนี้จนครบ

3 ครั้ง จากนั้นนำ

�ส่วนผสมของอาหารเลี้ยงเชื้อที่ทำ

�การทดลองครั้ง

สุดท้ายมากรองเอาเฉพาะส่วนน้ำ

�ใสซึ่งคาดว่าน่าจะมีจุลินทรีย์ที่ย่อย

สลาย ผงพอลิเอทิลีน ได้ เจริญอยู่

ทดสอบหาจุลินทรีย์ที่สามารถย่อยสลายพลาสติกได้ โดยใส่

ของเหลวที่ได้จากการกรองรวมกับแผ่นฟิล์มพอลิเอทิลีนที่ชั่งน้ำ

�หนัก

ไว้แล้ว ลงในอาหารเลี้ยงเชื้อที่ไม่มีแหล่งคาร์บอนอื่น ๆ นำ

�ไปบ่ม

โดยการเขย่าที่อุณหภูมิห้องเป็นเวลา 6 สัปดาห์ และทำ

�ชุดควบคุม

โดยการต้มของเหลวที่ได้จากการกรองในปริมาตรที่เท่ากัน ใส่ลงใน

อาหารเลี้ยงเชื้อที่มีแผ่นฟิล์มเช่นเดียวกับการทดลองปกติ เมื่อทำ

�การ

ทดลองครบ 6 สัปดาห์ นำ

�แผ่นฟิล์มมาชั่งน้ำ

�หนักเพื่อหาน้ำ

�หนักแห้ง

ที่หายไป

จากการทดลองดังกล่าวพบว่า น้ำ

�หนักแห้งของแผ่นฟิล์มที่อยู่

ในภาชนะที่มีของเหลวจากการกรองที่ไม่ได้ผ่านการต้มลดลง ใน

ขณะที่น้ำ

�หนักแห้งของแผ่นฟิล์มที่อยู่ในภาชนะที่มีของเหลวจากการ

กรองที่ผ่านการต้มไม่มีการเปลี่ยนแปลง เมื่อนำ

�ของเหลวที่ได้จากการ

กรองมาตรวจสอบหาเชื้อจุลินทรีย์ พบว่าเป็นแบคทีเรีย 2 สกุล คือ

Pseudomonas

และ

Sphingomonas

นอกจากนี้ เมื่อทดลองใช้

แบคทีเรีย 2 สกุลนี้ร่วมกันจะพบว่าประสิทธิภาพในการย่อยสลาย

พอลิเอทิลีนดีมากขึ้นอีกด้วย

Daniel คาดหวังว่างานที่ได้จากการทำ

�โครงงานวิทยาศาสตร์

จะสามารถนำ

�ไปต่อยอดการวิจัยในระดับอุตสาหกรรม เพื่อช่วยลด

ปัญหามลภาวะที่เกิดจากการทิ้งขยะพลาสติกเหล่านี้ สู่สิ่งแวดล้อมได้

นอกจากแนวทางแรก ที่พยายามหาจุลินทรีย์ที่นำ

�มาใช้ในการ

ย่อยสลายพลาสติกดังที่กล่าวไปแล้วนั้น อีกแนวทางหนึ่งคือการผลิต

พลาสติกชีวภาพ

พลาสติกชีวภาพกับจุลินทรีย์

พอลิเมอร์สังเคราะห์ที่เรียกว่า biodegradable polyester ถูกนำ

�

มาใช้ในการผลิตพลาสติกที่มีคุณสมบัติที่แตกต่างจากพลาสติกทั่ว ๆ

ไป ที่ผลิตจากพอลิเอทิลีน พลาสติกที่ผลิตจากพอลิเมอร์เหล่านี้เรียก

ว่า

พลาสติกชีวภาพชนิดที่สลายตัวได้ทางชีวภาพ (biodegradable

plastic)

เมื่อพลาสติกชนิดนี้ปนเปื้อนอยู่ในสิ่งแวดล้อม จะถูกย่อย

สลายโดยจุลินทรีย์ประจำ

�ถิ่นชนิดต่าง ๆ ที่อยู่ในสภาพแวดล้อมนั้น ๆ

ได้ โดยอาศัยแหล่งอาหารและแหล่งพลังงานที่ได้จากการย่อยสลาย

พลาสติกชนิดนี้ แต่สิ่งที่อาจต้องคำ

�นึงคือ สารต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นจาก

การย่อยสลายพลาสติกหรือระหว่างที่เกิดการย่อยโดยจุลินทรีย์ใน

ธรรมชาติจะต้องไม่เป็นสารที่ก่อให้เกิดมลพิษกับสิ่งแวดล้อม และ

ปลอดภัยต่อสิ่งมีชีวิตที่อยู่ในบริเวณนั้น ๆ ด้วย