Новый биоразлагаемый пластик разлагается в глубинах океана благодаря микробам

Исследователи погрузили плёнки LAHB на глубину 855 м возле острова Хацусима, чтобы проверить их биоразложение в реальных условиях. Через 13 месяцев пластик LAHB потерял более 80% массы, демонстрируя потенциал как безопасной альтернативы обычным пластикам, которые сохраняются в морских экосистемах. Фото: Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (JAMSTEC)

Учёные представили новый экологичный пластик, который разлагается в условиях глубокого океана. В ходе эксперимента микробный полимер poly(d-lactate-co-3-hydroxybutyrate) (LAHB) подвергся биоразложению, тогда как обычные пластики, такие как полимолочная кислота (PLA), остались неизменными. На глубине 855 метров плёнки LAHB потеряли более 80% массы за 13 месяцев, так как микробные биоплёнки активно разрушали материал. Этот эксперимент подтвердил, что LAHB может стать безопасной альтернативой для сокращения пластиковых отходов в океане.

Несмотря на рост популярности биоразлагаемых пластиков, загрязнение остаётся одной из самых острых экологических проблем. Согласно отчёту ОЭСР (2022), в 2019 году в мире было произведено около 353 млн тонн пластиковых отходов, из которых почти 1,7 млн тонн попали в водные экосистемы. Большая часть этого мусора скапливается в океанических течениях, образуя «мусорные острова» в Тихом, Атлантическом и Индийском океанах.

Чтобы решить эту проблему, исследователи искали пластики, способные разлагаться в глубоководных условиях. Одним из перспективных кандидатов стал LAHB — полимер на основе молочной кислоты, синтезированный с помощью генетически модифицированной бактерии Escherichia coli. Ранее было доказано, что LAHB разлагается в речной и мелководной морской воде, но его поведение на глубине оставалось неизученным.

В новом исследовании, опубликованном 1 июля 2025 года в журнале Polymer Degradation and Stability, японские учёные впервые показали, что LAHB может разлагаться и в глубоководных условиях — при низких температурах, высоком давлении и дефиците питательных веществ. Работу возглавил профессор Сэйити Тагути из Университета Синсю (Япония) совместно с коллегами из JAMSTEC и Университета Гумма.

«Наше исследование впервые демонстрирует, что LAHB — микробный полиэфир на основе лактата — подвергается активному биоразложению и полной минерализации даже на морском дне, где обычный PLA остаётся совершенно стабильным», — поясняет профессор Тагути.

Команда погрузила два типа плёнок LAHB (с 6% и 13% содержанием молочной кислоты) и контрольный образец PLA на глубину 855 метров возле острова Хацусима. Через 7 и 13 месяцев LAHB-плёнки показали значительную потерю массы (до 82%), тогда как PLA остался неизменным. Поверхность LAHB покрылась трещинами и микробными биоплёнками, что подтвердило активное разложение материала.

Анализ микробного сообщества на поверхности пластика показал, что разные группы бактерий играют свою роль в процессе разложения. Например, гамма-протеобактерии (Colwellia, Pseudoteredinibacter и другие) вырабатывают ферменты, расщепляющие полимерные цепи на более мелкие фрагменты. Затем другие микроорганизмы, включая альфа-протеобактерии, перерабатывают эти фрагменты в углекислый газ, воду и безопасные соединения.

«Это исследование решает одну из главных проблем современных биопластиков — их неспособность разлагаться в морской среде. LAHB предлагает безопасную альтернативу и поддерживает переход к циркулярной биоэкономике», — говорит профессор Тагути.

ИИ: Это важный шаг в борьбе с пластиковым загрязнением океанов. Если технологию удастся масштабировать, она может значительно сократить количество мусора, накапливающегося в морских экосистемах.

Источники: sciencedaily.com, Shinshu University