fbpx

Niedawno polskie media obiegła informacja o parze młodych naukowców z Zespołu Szkół nr 6 w Jastrzębiu-Zdroju, którzy jako pierwsi (ponoć) przebadali możliwość utylizacji plastiku z wykorzystaniem larw moli woskowych[1]. Za swoje odkrycia otrzymali nagrodę Międzynarodowym Konkursie Innowacyjności iCAN 2021 w Kanadzie. 

Biorąc pod uwagę, jak szeroko media podeszły do tematu uznałem, że warto sprawdzić, na czym polega to odkrycie. 

Co zostało zbadane?

Wpisując tytuł pracy w sieci natrafiłem na dokument zawierający opis badania naszych naukowców, który został zaprezentowany na Międzynarodowym Pokazie Wynalazców E-nnovate we wrześniu 2021 roku, na którym zdobyli złoty medal[2]. Zakładam, że do konkursu kanadyjskiego niewiele się zmieniło.

W pracy przeprowadzono badania w 6 różnych warunkach (po 1 próbie), gdzie w każdym przypadku w terrarium umieszczono 9-10 larw moli. Przez warunki rozumiem temperaturę otoczenia,\ oraz rodzaj pożywienia. Pierwsza seria 3 pomiarów obejmowała różne temperatury (od 18 do 24 stopni Celsjusza), druga seria 3 pomiarów obejmowała różne pożywienie (polietylen + wosk pszczeli w stosunku 1:1, polietylen i wosk pszczeli w stosunku 2:1, nieograniczona ilość wosku pszczelego).

Co wyszło?

Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że mole były w stanie w ciągu 21 dni zjeść ok. 0,007-0,02 g z 0,535 g polietylenu (pierwsza seria pomiarowa) lub 0,0026-0,0039 z 0,065g polietylenu. (druga seria pomiarowa). 

W przypadku pierwszej serii pomiarowej, zależnie od temperatury po 21 dniach zmarło 30-80% populacji, w przypadku drugiej serii pomiarowej było to 10-20% (20% zmarło przy nieograniczonej ilości wosku).

Na tym w zasadzie wyniki się kończą.

We wnioskach porównano “szybkość recyklingu” plastiku w zależności od ustalonych zmiennych. I w zasadzie to tyle.

Do czego można się przyczepić?

Powiem szczerze, że jak przeczytałem ten dokument, to wpadłem w lekką konsternację. Patrząc na sposób przeprowadzenia badań i ich zakres odniosłem wrażenie, że recenzenci przeczytali tylko wstęp i podsumowanie oraz że nie mają oni zielonego pojęcia o “robieniu nauki” jako takiej. Absolutnie nie winię tutaj naszych naukowców, którzy są licealistami – nie muszą oni przecież mieć warsztatu naukowego, który ja sam zdobywałem latami. Niemniej dziwię się nauczycielom (którzy jednak powinni mieć ukończone studia wyższe, a to sugeruje, że jakieś badania powinni zrealizować przy okazji prac dyplomowych), którzy nie zasugerowali chociaż prawidłowego sformatowania dokumentu, zwiększenia populacji czy liczby powtórzeń, a także nie zweryfikowali wyciągniętych wniosków.

Niestety jestem tym złym, który weryfikuje przedstawiane w mediach doniesienia. Z drugiej strony jednak bardzo chętnie pomogę każdemu, kto chce prowadzić badania naukowe amatorsko, czy to w obszarze technicznym, czy środowiskowym i chciałby je opublikować szerzej.

Jeżeli już miałbym recenzować tę pracę to zwróciłbym uwagę na następujące aspekty:

  • wykonano zaledwie po jednym powtórzeniu dla każdej populacji, w związku z czym ciężko ustalić dokładność pomiaru
  • małe wielkości populacji, przez co łatwo o błąd 
  • niekonsekwentny opis wyników (raz gramy, raz procenty)
  • niekonsekwentny opis zebranych danych (raz tabela zawiera 4 zmienne, raz 2 zmienne)
  • sytuacja nie odzwierciedla rzeczywistego problemu, w naturalnym środowisku mam duże watpliwości, żeby mole zainteresowały się foliówką z LDPE (nadzieja w tym, że różnica między woskiem a polietylenem jest tylko w długości łańcucha węglowodorowego)
  • nie określono pochodzenia larw moli ani nie wprowadzono rozwiązania pozwalającego odseparować wpływ wcześniejszego pożywienia na wyniki
  • brakowało badania, gdzie mole były pozostawione bez pożywienia
  • i najważniejsze – na podstawie tych badań nie można stwierdzić, że doszło do jakiegokolwiek recyklingu czy biodegradacji. Jeżeli 80% populacji zmarło, to znaczy, że na pewno larwy moli polietylenem się nie żywią, pomimo tego, że są w stanie go skonsumować.

Czyli mole nie pomogą w walce z plastikiem?

Na podstawie powyższej pracy nie można wysnuć takiego wniosku. Jest jednak pewne ale. Szukając pracy naszych naukowców na drugim miejscu w wyszukiwarce wyskoczyła mi praca z 2020 roku opublikowana w Environmental Science and Technology, w której przebadano dokładnie ten sam gatunek larwy (przepraszam, jeżeli źle posłużyłem się terminem “gatunek”) i co ciekawe, w przy takiej samej długości badania, tj. 21 dni i również z wykorzystaniem wosku pszczelego (możliwe, że zbieżność przypadkowa)[3]. 

W przypadku pracy nr 2 zbadano również pożywienie w postaci otrębów oraz zbadano piankę polietylenową i polistyrenową zamiast folii polietylenowej (struktura na pewno ma znaczenie, ponieważ wątpię, żeby tak mole tak łatwo sobie poradziły z HDPE). Tutaj badania zostały przeprowadzone 3-krotnie dla każdego zestawu parametrów układu, a także wykorzystano 150 larw na eksperyment.

Co ciekawe, w tej pracy powoływano się na artykuły z lat 2015-2019, więc na pewno nasi naukowcy nie byli pierwsi, którzy do tego tematu podeszli. 

Czy jest nadzieja?

Naukowcy podeszli do badań bardzo profesjonalnie, korzystając z następujących metod badawczych (obok pomiaru masy i liczby martwych osobników).

  • analiza termograwimetryczna (TGA) – posłużyła do oceny odporności termicznej materiału po strawieniu
  • spektroskopia w podczerwieni (FTIR) – do oceny zmiany struktury chemicznej materiału po strawieniu
  • chromatografia żelowa (GPC) – zmiana ciężaru cząsteczkowego
  • chromatografia gazowa sprzężona ze spektrometrem masowym (GC-MS) – określenie związków powstałych w na skutek trawienia
  • analiza mikrobiologiczna układu trawiennego – do oceny wpływu pokarmu na stan mikroflory bakteryjnej.

Przeprowadzenie tak szeroko zakrojonych badań pozwoliło zarówno określić, co się dzieje z plastikiem po zjedzeniu przez mole. Wnioski są następujące:

  • plastik “nie stanowi pokarmu” dla moli, ale też nie jest dla nich toksyczny. Śmiertelność przy plastiku była zbliżona do śmiertelności bez pokarmu.
  • układ trawienny moli woskowych powoduje znaczącą zmianę struktury materiału (zmiana na krzywych termograwimetrycznych) zwiększając podatność na degradację (materiał rozkłada się w niższych temperaturach). 
  • pojawienie się odpowiednich pików w pomiarze FTIR wskazuje na utlenienie polimerów. Dodatkowo stwierdzono, że odchody są bardziej hydrofobowe niż sam polietylen i polistyren.
  • Obecność struktur tlenowych w odchodach jest solidnym potwierdzeniem, że następuje utlenienie polimerów oraz ich depolimeryzacja.
  • układ trawienny moli woskowych spowodował rozbicie polistyrenu do kwasów tłuszczowych o długich łańcuchach (kwas oleinowy, kwas stearynowy, kwas palmitynowy) oraz prawdopodobnie związków z pierścieniami benzenowymi (ftalany, kwas ftalowy, cykloheksan i inne). W przypadku polietylenu zaobserwowano z kolei kwas palmitynowy, oleinowy oraz linolowy, palmitynian etylu i kilka innych związków.
  • Autorzy nie określili struktury chemicznej wszystkich związków, które powstały w wyniku trawienia. Część z tych, które wykryto prawdopodobnie nie są obojętne dla środowiska.
  • W badaniu uzyskano wynik sugerujący, że układ trawienny moli jest w stanie zmetabolizować struktury benzenowe.
  • Powyższa obserwacja nie oznacza, że 100% materiału uległo takiemu rozkładowi, ponieważ wg badań na chromatografie żelowym średnia masa cząsteczkowa wzrosła dla polistyrenu, co by oznaczało, że rozkładowi prawdopodobnie uległy krótsze łańcuchy polimerowe zwiększając średni ciężar cząsteczkowy. 
  • Zbadano wpływ różnych pokarmów na przeżywalność moli – istnieje tutaj więc możliwość optymalizacji składu pożywki w celu wydłużenia czasu życia moli przy zachowaniu ich funkcji do rozkładania plastiku.
  • Dodatkowe badania muszą zostać przeprowadzone dla polietylenu wysokiej gęstości (HDPE), wg mnie z powodu większej masy cząsteczkowej i większych trudności z trawieniem.

Podsumowanie 

Niestety praca polskich młodych naukowców nie była ani pierwsza, ani nie pozwalała wysnuć wniosków, które są powtarzane w mediach . Z drugiej jednak strony istnieje praca badawcza, która pokazuje, że mole woskowe są w stanie w jakiś sposób strawić polietylen i polistyren.

Absolutnie nie krytykuję wysiłku naszych młodych naukowców – uważam, że bardzo dobrze, że zajęli się tak palącym problemem jak plastik w środowisku. Martwi mnie jednak hurraoptymizm mediów i brak realnego wsparcia w prowadzeniu badań. Ze swojej strony chętnie pomogę każdemu, kto chciałby prowadzić tego typu prace badawcze i potrzebowałby podpowiedzi merytorycznej jak dobrze ugryźć temat.

Czy to oznacza, że teraz mole woskowe oczyszczą świat z plastiku? Na ten moment mam tutaj duże wątpliwości, ponieważ musiałaby powstać praca, na ile chętnie mole woskowe “atakują” plastik w naturalnym środowisku. 

Z drugiej jednak strony w pracy pokazano bardzo obiecujące wyniki, a mianowicie, że faktycznie w temperaturze pokojowej następuje depolimeryzacja i biodegradacja polietylenu oraz polistyrenu. Wystarczyłoby wykorzystać dane szczepy bakterii (różne szczepy radzą sobie z polietylenem i polistyrenem, co daje selektywność metodzie), poddać je modyfikacjom jak w przypadku depolimeryzacji enzymatycznej PET (o czym pisałem tutaj i tutaj) i otrzymalibyśmy technologię selektywnej depolimeryzacji polietylenu i polistyrenu, która byłaby Świętym Graalem dla recyklingu tych odpadów. 

Literatura

2 thoughts on “Czy larwy moli woskowych rzeczywiście pomogą w walce z plastikiem?

  1. „Patrząc na sposób przeprowadzenia badań i ich zakres odniosłem wrażenie, że recenzenci przeczytali tylko wstęp i podsumowanie (…).” – To nie byłby pierwszy raz, niestety. I jest to, łącznie z nie 'maniem’ pojęcia o “robieniu nauki”, osobny, obszerny wątek, bezpośrednio powiązany (moim zdaniem) z komunikowaniem wniosków badań i „badań” (finansowanych przecież często z naszych podatków) odbiorcom ze środowisk pozaakademickich.

    1. Niestety, dziennikarze swoje a rzeczywistość swoje. Wczoraj na LinkedIn mój artykuł skomentował właściciel portalu ekologicznego, gdzie pojawił się wywiad z młodymi badaczami – niestety dziennikarz utrzymał on podobną narrację jak wszyscy nie weryfikując faktów.

      Trochę szkoda, że tak dziennikarstwo u nas wygląda.

Comments are closed.

Close

Step into the arena! Australia’s Raging Bull casino offers thrilling games and big wins. Dare to play?

Hop into fun with Roocasino! Authentic Aussie entertainment at its finest. Spin & win!

21dukes casino Online in Australia 2023 — your ticket to winning big. Join us and experience an unbeatable gaming thrill!

Welcome to https://richcasino.live/ online in Australia 2023! We're all about the fun and games. Get ready to win, right here!

Use the jokaviproom and power-up your gaming with fantastic rewards in 2023! It's a win-win at Jokaroom in Australia!