بررسي قابليت تجزيه ميكروپلاستيك پلي‌اتيلن‌ترفتالات توسط سويه قارچي

Investigation of the Degradation Capability of Polyethylene Terephthalate Microplastics by a Fungi Strain

آلودگي پلاستيك يك مسئله بزرگ زيست‌محيطي است كه در برنامه‌هاي بين‌المللي موردتوجه قرار گرفته است. تقريباً ۶۳۰۰ ميليون تن زباله پلاستيكي، از جمله پلي‌اتيلن‌ترفتالات (PET) توليد شده است. از اين ميزان، تنها حدود ۹٪ بازيافت شده، ۱۲٪ سوزانده شده و ۷۹٪ ديگر در محيط باقي مانده است. اين پژوهش به بررسي پتانسيل يك‌گونه قارچي براي تجزيه پلي‌اتيلن‌ترفتالات مي‌پردازد. روش‌هاي مختلف نشان مي‌دهند كه اين‌گونه مي‌تواند تقريباً ۲5% از PET را با غلظت g/l۱۰ در محيط مايع پايه بدون كربن (LCFBM) در طي ۳۰ روز تجزيه كند. نتايج FTIR نشان داد گروه‌هاي عاملي كربونيل (cm-1 1600-1800) و گروه‌هاي عاملي مختلف مانند C-O و C-N (cm-11500-1000) در طيف‌هاي به‌دست‌آمده از ذرات پلي‌اتيلن‌ترفتالات با سوية قارچي در مقايسه با كنترل تغييرات قابل‌توجهي يافته‌اند كه نشان از هيدروليز پلي‌اتيلن‌ترفتالات مي‌باشد. علاوه بر اين، نتايج SEM، ايجاد حفرات ناشي از فعاليت سويه بر روي ميكروپلاستيك را تأييد كرد. همچنين باتوجه‌به تجزيه‌وتحليل EDS افزايش اكسيژن و كاهش كربن نشان‌دهنده تغييرات شيميايي و تخريب بالقوه اين مواد مضر است. نهايتاً، نتايج TGA حاكي از آن است كه ميكروپلاستيك‌هاي تيمار شده با سويه موردنظر در دماي پايين‌تري نسبت به شاهد تجزيه مي‌شوند كه نشان مي‌دهد تيمار سويه سبب پايداري كمتر ساختار پليمر مي‌شود. در نهايت يافته‌ها نشان داد كه سويه قارچي مورد بررسي توانايي تجزيه پلي‌اتيلن‌ترفتالات، به‌عنوان تنها منبع كربن، را دارد. براي تحقيقات بيشتر، اين سويه براي شناسايي مولكولي به مراكز مربوطه ارسال شده است. پيشنهاد مي‌شود عملكرد ساير سويه‌هاي قارچي و باكتريايي بررسي و شرايط كشت بهينه‌سازي شود.

Plastic pollution is a major environmental issue that has gained significant attention in international programs. Approximately 6300 million tons of plastic waste, including polyethylene terephthalate (PET), have been produced. Of this amount, only about 9% has been recycled, 12% has been incinerated, and the remaining 79% has stayed in the environment. This study aims to investigate the potential of a fungi isolate to degrade polyethylene terephthalate. Various methodologies show that this strain can degrade approximately 20% of PET at a concentration of 10 g/L in a liquid carbon-free base medium(LCFBM) within 30 days. FTIR results showed significant changes in the functional groups of carbonyl (1600-1800 cm-1) and groups like C-O and C-N (1500-1000 cm-1) in the spectra obtained from PET particles treated with the mold strain compared to the control, indicating hydrolysis of PET. Furthermore, SEM results confirmed the formation of cavities due to the strain s activity on microplastics. Additionally, EDS analysis indicated an increase in oxygen and a decrease in carbon, demonstrating chemical changes and potential degradation of these harmful materials. Finally, TGA results showed that microplastics treated with the strain decomposed at lower temperatures compared to the control, suggesting that the strain treatment reduces the polymer s structural stability. These findings demonstrate that the fungi strain under study has the ability to degrade polyethylene terephthalate as the sole carbon source. For further research, this strain has been sent to relevant centers for molecular identification. It is recommended to investigate the performance of other fungal and bacterial strains and to optimize the culture conditions.