За последние 60 лет потребление пластика во всем мире увеличивалось в среднем на 10 процентов в год. В результате большое количество пластиковых отходов, таких как пластиковые бутылки и пластиковые пакеты, оказывается на свалках, и этот показатель постоянно растет [1].
Одной из основных областей применения пластмасс на основе полиэтилена является производство упаковки, которая должна быть утилизирована после использования. Упаковка с коротким сроком службы обычно выбрасывается на свалку вместе с обычными бытовыми отходами [13].
По данным Минпромторга, в России каждый год образуется около 3,6-5 млн тонн пластиковых отходов. Перерабатывается лишь малая часть из этой массы, большинство свозится на свалки, откуда мелкие пластиковые элементы и пакеты часто разносятся ветром по всей округе. Часть отходов попадают в окружающую среду из-за стихийных свалок, возникающих в том числе в лесах и водоемах [25].
Поскольку полимеры демонстрируют высокую устойчивость к биоразложению, необходимы научные исследования для создания специальных полимерных материалов, которые были бы более биоразлагаемыми [2].
Биоразлагаемость – способность материала разрушаться в результате пищевых цепей и деструкции до минеральных веществ [4]. Существует два понятия: первичная разлагаемость и полная биоразлагаемость материалов. Первое означает, что материал теряет только свои поверхностные свойства из-за серьезных структурных изменений, вызванных микроорганизмами. Полная биоразлагаемость означает, что материал распадается с образованием воды и углекислого газа. Самый простой и дешевый способ получения биоразлагаемых полимерных композиций — это изготовление полимерной смеси, содержащей различные добавки, инициирующие биоразложение. Одним из способов интенсификации процесса разложения полимерных материалов на свалках является предварительная обработка полимеров [1].
Ученые из Киотского технологического института обнаружили бактерии, способные разлагать обычный полиэтилентерефталат. Бактерия была обнаружена в результате анализа пластика, собранного из почвы и сточных вод. Открытие и исследование микроорганизма, названного учеными Ideonella sakaiensis, может помочь решить проблему растущего количества пластиковых отходов. Ideonella sakaiensis питается исключительно полиэтилентерефталатом. Она прикрепляются к пластику специальными усиками и с помощью фермента (ПЭТаза) расщепляет его на терефталевую кислоту и этиленгликоль, из которых пластик был первоначально изготовлен. Эти компоненты больше не наносят вреда окружающей среде [35].
Целью дипломной работы явилось изучение биодеструкции полимерных пленок почвенными микроорганизмами.
Для достижения необходимо выполнить следующие задачи:
1) Выделить монокультуры изолированных почвенных микроорганизмов способных оказывать воздействия на полиэтиленовые пленки;
2) Сравнить устойчивость к химическим воздействиям полиэтиленовых пленок, которые подверглись инкубированию с монокультурами почвенных микроорганизмов;
3) Оценить деструктивные изменения поверхности полиэтиленовых пленок после инкубирования с почвенными микроорганизмами физико-химическими методами;
4) Разработать примерные технологическую и аппаратурную схемы производства ферментных препаратов, способных к первичным этапам биодеструкции полимерных пленок;
5) Рассчитать основные технико-экономические показатели;
6) Ознакомиться с правилами работы в химической и микробиологической лаборатории и ознакомиться с безопасностью труда на рабочем месте.