Sim, elas podem. As primeiras bactérias capazes de decompor o náilon foram descobertas na década de 1970. No entanto, foi necessário quase meio século para descobrir outras capazes de decompor o PET (politereftalato de etileno). Será que algum dia eles consumirão nosso lixo? Já existe uma instalação de reciclagem desse tipo na França.
A história começa em 2001 em um aterro sanitário
Em 2001, cientistas japoneses, liderados pelo Prof . Kohei Oda , da Universidade de Tecnologia de Kyoto, estavam procurando bactérias em um aterro sanitário que pudessem decompor parcialmente os plásticos ou materiais sintéticos. Seu objetivo era encontrar um composto químico produzido por bactérias que pudesse amaciar tecidos sintéticos.
Essa busca não era incomum. Os aterros sanitários estão repletos de bactérias, e a maioria dos micróbios obtém energia da decomposição de compostos químicos complexos em outros mais simples. Os pesquisadores acreditavam que, entre esses micróbios, alguns poderiam ser capazes de degradar fibras sintéticas.
Para sua surpresa, os cientistas encontraram uma cepa de bactérias no aterro sanitário que não apenas danificava os plásticos, mas os decompunha completamente.
Por que as bactérias que comem plástico surpreenderam os cientistas
Para entender a surpresa, você precisa entender o que são os plásticos, geralmente chamados de “sintéticos”. Quimicamente, eles são polímeros, longas cadeias de compostos químicos idênticos chamados “mers”. Por exemplo, o polietileno é composto por metros ligados de etileno e o poliestireno é feito de estireno. A borracha é poliisopreno, que consiste em cadeias de isopreno.
A durabilidade dos materiais sintéticos se deve, em parte, ao fato de que suas cadeias de compostos são longas demais para serem quebradas pelas bactérias. Ocasionalmente, os micróbios podem quebrar essas cadeias, que é o que os pesquisadores japoneses esperavam, mas, em geral, elas são indigestas para eles.
Anteriormente, só se conhecia uma cepa de bactéria, descoberta em 1976 nas águas residuais de uma fábrica de náilon japonesa, que podia decompor o policaprolactama, ou náilon. Em 1995, também foi demonstrado que, na ausência de outros alimentos, as bactérias do gênero Pseudomonas também podiam decompô-lo.
É também por isso que os sintéticos são um fardo tão pesado para o meio ambiente. O papel e a madeira são digeridos por bactérias e fungos. Os polímeros duram décadas até serem afetados pelo sol. A radiação ultravioleta tem energia suficiente para quebrar as ligações químicas, mas esse é um processo bastante lento.
Um pequeno consolo é que cerca de 2% dos plásticos que flutuam nos oceanos desaparecem a cada ano devido à luz solar, mas mais estão sendo adicionados constantemente.
380 milhões de toneladas de sintéticos produzidos anualmente
A descoberta de bactérias que podem decompor materiais sintéticos deu esperança de que a humanidade poderia, de alguma forma, lidar com a produção contínua de plásticos.
Todos os anos, produzimos cerca de 380 milhões de toneladas de materiais sintéticos, e esse número está aumentando constantemente. Até a metade do século, espera-se que ele triplique. (Para fins de comparação, o Empire State Building pesa cerca de 365.000 toneladas).
Produção global de plásticos
A produção de plástico refere-se à produção anual de resina e fibras de polímero.
Produção global de plástico com projeções, 1950 a 2060
Globalmente, apenas 9% dos produtos sintéticos são reciclados. O que acontece com os 91% restantes? Bem, eles acabam em incineradores e aterros sanitários nos países ricos. Nos países mais pobres, a maioria dos plásticos é descartada em qualquer lugar.
Porcentagem de resíduos plásticos que são reciclados, depositados em aterros, incinerados e mal gerenciados
Eles se acumulam no solo, sujam os rios e são levados pelas correntes para os mares e oceanos. Os cientistas estimam que 5 bilhões de toneladas de plásticos estão atualmente no meio ambiente.
Plásticos e microplásticos
Muitos fragmentos microscópicos de resíduos plásticos flutuam no ar e caem com a chuva. São principalmente partículas minúsculas de fibras de tecido sintético e camadas de desgaste de pneus de carro. Alguns deles são fragmentos resultantes da decomposição de resíduos plásticos maiores.
Normalmente, essas partículas têm entre 15 e 250 micrômetros, aproximadamente a espessura de um fio de cabelo humano. Elas são muito maiores do que as partículas de poeira, que geralmente têm menos de 10 micrômetros, mas são tão leves que o vento as leva muito mais longe.
As partículas de microplástico foram descobertas até mesmo no alto do Himalaia. Elas foram encontradas em água potável e engarrafada, sal marinho comprado em lojas e peixes.
As menores partículas podem penetrar dos pulmões e intestinos até a corrente sanguínea. No entanto, não está claro o impacto que elas têm no corpo humano. No momento, os cientistas não têm certeza se essas partículas nos prejudicam (e, em caso afirmativo, quanto).
Entretanto, muitos estudos indicam que as partículas de poeira de smog são prejudiciais, portanto, os microplásticos provavelmente também são.
Por que as bactérias ainda não estão comendo nosso lixo plástico
Se sabemos que certas bactérias podem decompor os materiais sintéticos, por que não estamos usando micróbios para nos livrarmos dos plásticos?
Em primeiro lugar, geralmente há um intervalo de tempo significativo entre uma descoberta científica e a publicação da pesquisa. Por exemplo, 15 anos se passaram desde a descoberta de bactérias decompositoras de plástico no aterro sanitário até a publicação do artigo de pesquisa(publicado em 2016). Isso se deve, em parte, ao fato de que a pesquisa geralmente é realizada por uma pequena equipe com financiamento limitado.
Em segundo lugar, não se trata de uma varinha mágica que faz o plástico desaparecer instantaneamente. A Ideonella sakaiensis, nome dado aos micróbios que decompõem o material sintético, leva cerca de sete semanas para decompor um fragmento de plástico de dois centímetros que pesa apenas 0,2 gramas.
Em terceiro lugar, as bactérias descobertas pelos pesquisadores japoneses produzem uma enzima que decompõe apenas um tipo de material sintético: PET (poli(tereftalato de etileno)). O PET é um dos materiais sintéticos mais comumente usados, mas certamente não é o único. Ainda não conhecemos bactérias capazes de decompor o polipropileno, o poliestireno, o poli(cloreto de vinila) ou outros materiais sintéticos.
Por fim, a transição de uma descoberta científica para uma aplicação em escala industrial geralmente leva algum tempo. Normalmente, são pelo menos duas décadas.
A ciência é um processo trabalhoso
Será que não podemos melhorar de alguma forma o método pelo qual as bactérias decompõem o PET? O problema é que isso é um desafio.
Toda reação química ocorre mais rapidamente em temperaturas mais altas. Entretanto, as bactérias não podem ser superaquecidas, ou morrerão. As bactérias (e nossos corpos) decompõem grandes compostos químicos (como amido e cadeias de proteínas) usando enzimas. Podemos isolar a enzima da bactéria que decompõe o material sintético, mas a enzima em si é uma proteína. Uma temperatura muito alta também a decompõe.
Os cientistas têm várias maneiras de resolver esses dois problemas. Eles podem cultivar bactérias, esperando que uma cepa subsequente (devido à mutação) seja resistente a temperaturas mais altas ou produza uma enzima resistente ao calor. (Frances Arnold recebeu o Prêmio Nobel de Química em 2018 por “evolução dirigida”).
Como alternativa, as bactérias podem ser modificadas por meio da engenharia genética. No entanto, isso é bastante tedioso. Uma enzima mais eficiente foi obtida recentemente, em 2022, que decompõe o PET muito mais rapidamente do que a Ideonella sakaiensis e é resistente a altas temperaturas (até 70 graus Celsius). Esse resultado foi obtido por Elisabeth Bell, da Universidade de Manchester, como parte de seu trabalho de doutorado.
Entretanto, observe que isso foi feito duas décadas após a descoberta desses micróbios no aterro sanitário.
Caça a organismos que comem plástico
Desde 2021, a empresa francesa Carbios vem decompondo PET usando enzimas bacterianas. Embora 250 quilogramas por dia possa parecer pouco, isso equivale a mais de 90 toneladas por ano. Dessa forma, o PET é decomposto em “tijolos” individuais a partir dos quais a “cadeia” de polímeros ou o material sintético pode ser recriado.
Isso pode ser considerado reciclagem, semelhante à forma como o vidro ou o alumínio são reciclados.
Os cientistas continuam a procurar outras bactérias que possam decompor outros plásticos sintéticos. Em 2019, uma equipe de pesquisadores sul-coreanos da Universidade de Gwangju descobriu a bactéria Bacillus thuringiensis nas profundezas do solo sob um aterro sanitário, que eles suspeitam poder decompor o polietileno. Talvez o futuro da reciclagem de plástico esteja nos insetos. Em 2017, foi relatado que as larvas da mariposa maior da cera (também conhecida como mariposa do favo de mel) podem decompor o polietileno. Anteriormente, foi relatado que as larvas da larva da farinha podem decompor o poliestireno. Entretanto, os insetos não fazem isso de forma tão eficaz quanto as enzimas bacterianas.(Publicação recente)
Os cientistas estimam que existam várias centenas de milhões, talvez até um bilhão, de espécies diferentes de bactérias. Ainda não conhecemos a maioria delas. É possível que, em algum lugar do solo ou dos pântanos, haja uma espécie que decomponha os sintéticos com mais eficiência e rapidez.
Por enquanto, só podemos pensar em como reduzir a quantidade de plástico que produzimos.
Conclusão: A descoberta de bactérias capazes de decompor determinados plásticos oferece um vislumbre de esperança para lidar com a crise global de resíduos plásticos. Embora o processo ainda esteja em sua infância e tenha limitações, as pesquisas e inovações em andamento podem abrir caminho para soluções mais sustentáveis no futuro.
Perguntasfrequentes sobre bactérias que comem plástico
- As bactérias podem decompor plásticos?
- Sim, certas bactérias podem decompor tipos específicos de plásticos, como o PET.
- Por que a descoberta de bactérias que se alimentam de plástico foi surpreendente?
- Os plásticos são polímeros duráveis, e suas longas cadeias de compostos geralmente são indigestas para as bactérias.
- Qual é a quantidade de plástico produzida anualmente?
- Produzimos 380 milhões de toneladas de materiais sintéticos todos os anos, e esse número está aumentando.
- O que são microplásticos?
- Microplásticos são partículas minúsculas de resíduos plásticos que flutuam no ar e caem com a chuva. Eles podem ser encontrados em vários ambientes, inclusive na água potável e em frutos do mar.
- Por que as bactérias ainda não são amplamente usadas para decompor plásticos?
- O processo ainda está em seus estágios iniciais e há desafios relacionados à eficiência, à especificidade das bactérias para determinados plásticos e ao aumento da escala do processo para uso industrial.
Fontes:
https://oko.press/bakterie-rozkladac-plastik
https://www.researchgate.net/profile/Kohei-Oda
https://academic-accelerator.com/encyclopedia/nylon-eating-bacteria
