मैनचेस्टर विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों ने जटिल मिश्रित कचरे को मानव चिकित्सीय जैसे इंसुलिन और बायोप्लास्टिक्स सहित टिकाऊ बायोपॉलिमर में बदलने के लिए इंजीनियर बैक्टीरिया का उपयोग करके एक अग्रणी प्रक्रिया विकसित की है।
मैनचेस्टर इंस्टीट्यूट ऑफ बायोटेक्नोलॉजी के एक नए अध्ययन में खाद्य स्क्रैप, प्लास्टिक और वस्त्रों सहित मिश्रित नगरपालिका अपशिष्ट जैसे अंशों को मूल्यवान जैव-उत्पादों में परिवर्तित करने के लिए एक उपन्यास जैविक विधि का वर्णन किया गया है। यह नया दृष्टिकोण लैंडफिल में भेजे जाने वाले कचरे को काफी हद तक कम कर सकता है और ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन में कटौती कर सकता है।
डॉ. नील डिक्सन के नेतृत्व में टीम ने जीवाणु का उपयोग किया स्यूडोमोनास पुतिदाजटिल अपशिष्ट धाराओं को बायोप्लास्टिक्स और यहां तक कि चिकित्सीय प्रोटीन में संसाधित करने के लिए अपनी लचीलापन और अनुकूलनशीलता के लिए प्रसिद्ध है। यह शोध एक चक्रीय अर्थव्यवस्था को प्राप्त करने की दिशा में एक आशाजनक मार्ग प्रदान करता है, जहां कचरे को त्यागने के बजाय पुन: उपयोग और पुन: उपयोग किया जाता है।
नगर निगम का कचरा अविश्वसनीय रूप से विविध है, प्लास्टिक से लेकर कागज से लेकर खाद्य स्क्रैप तक, इसकी संरचना भूगोल और मौसम के आधार पर बदलती रहती है। हमारी प्रक्रिया इन सामग्रियों को बुनियादी निर्माण खंडों में तोड़ने के लिए एंजाइमों का उपयोग करती है, जिन्हें बैक्टीरिया फिर उपयोगी उत्पादों में परिवर्तित कर सकते हैं।
अपशिष्ट को धन में बदलना
हर साल, दुनिया भर में दो अरब टन से अधिक नगरपालिका ठोस कचरा (एमएसडब्ल्यू) उत्पन्न होता है। 2050 तक यह आंकड़ा 3.4 बिलियन टन तक बढ़ने की उम्मीद है। भस्मीकरण और लैंडफिल जैसे पारंपरिक अपशिष्ट उपचार पर्यावरण प्रदूषण और ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन में योगदान करते हैं, लेकिन मैनचेस्टर टीम का दृष्टिकोण एक गोलाकार बायोप्रोसेस बनाकर इन मुद्दों को संबोधित करता है जिससे मानवजनित अपशिष्ट को उपयोगी उत्पादों में बदल दिया जाता है। .
सबसे पहले, टीम ने एंजाइमेटिक हाइड्रोलिसिस के माध्यम से प्रतिनिधि अपशिष्ट प्रकारों का पूर्व-उपचार किया, एक प्रक्रिया जो कचरे को मोनोमर्स में तोड़ देती है। फिर इन मोनोमर्स को बायोरिएक्टर में जोड़ा गया और स्ट्रेन को इंजीनियर किया गया स्यूडोमोनास पुतिदाजो उन्हें चयापचय गतिविधि और जैवउत्पादन के लिए उपयोग करता था।
पर्यावरण प्रदूषण से निपटना
यह प्रक्रिया पर्यावरण पर मानवजनित कचरे के प्रभाव को कम करने का एक तरीका प्रदान करती है। एक जीवन चक्र मूल्यांकन से पता चला कि प्रस्तावित दृष्टिकोण लैंडफिल या भस्मीकरण जैसे पारंपरिक तरीकों की तुलना में अपशिष्ट प्रबंधन के कार्बन पदचिह्न को 62% तक कम कर सकता है। अध्ययन में यह भी पाया गया कि यह नई प्रक्रिया वर्तमान अपशिष्ट उपचार की तुलना में 37% तक की बचत के साथ अधिक लागत प्रभावी हो सकती है।
इस सफलता की कुंजी स्यूडोमोनास पुतिडा की अनुकूलनशीलता है। अधिकांश सूक्ष्मजीवों के विपरीत, जो एक साथ कई प्रकार के कचरे को संसाधित करने के लिए संघर्ष करते हैं, इंजीनियर बैक्टीरिया विभिन्न अपशिष्ट पदार्थों से प्राप्त शर्करा, एसिड और तेल के मिश्रण को चयापचय कर सकते हैं।
डॉ. डिक्सन कहते हैं, “यह लचीलापन हमारे सिस्टम को मजबूत और विश्वसनीय बनाता है, भले ही अपशिष्ट इनपुट का प्रकार कुछ भी हो।”
वास्तविक दुनिया के अनुप्रयोग
इस तकनीक की क्षमता प्रदर्शित करने के लिए, टीम ने दो उत्पादों पर ध्यान केंद्रित किया:
- बायोप्लास्टिक्स: बैक्टीरिया ने पॉलीहाइड्रॉक्सील्केनोएट्स (पीएचए) का उत्पादन किया, जो पेट्रोलियम-आधारित प्लास्टिक का एक बायोडिग्रेडेबल विकल्प है। इन बायोप्लास्टिक्स का उपयोग पहले से ही खाद्य पैकेजिंग से लेकर चिकित्सा प्रत्यारोपण तक के अनुप्रयोगों में किया जाता है।
- उपचारात्मक प्रोटीन: इंजीनियर बैक्टीरिया ने मधुमेह के इलाज के लिए उपयोग किए जाने वाले मानव इंसुलिन एनालॉग्स, मानव इंटरफेरॉन-अल्फा 2 ए, वायरल संक्रमण और कुछ कैंसर के उपचार में उपयोग किया जाने वाला प्रोटीन और एक सिंथेटिक एचईएल 4 नैनोबॉडी का सफलतापूर्वक उत्पादन किया।
ये दोहरे आउटपुट सिस्टम की बहुमुखी प्रतिभा को उजागर करते हैं, जो बायोप्लास्टिक्स जैसे उच्च-मात्रा वाले उत्पादों और फार्मास्यूटिकल्स जैसे उच्च-मूल्य अनुप्रयोगों दोनों को पूरा कर सकता है।
एक चक्रीय अर्थव्यवस्था की ओर
अपशिष्ट को एक संसाधन के रूप में उपयोग करके, मैनचेस्टर टीम की पद्धति पर्यावरण और आर्थिक दोनों चुनौतियों का समाधान करती है।
डॉ. डिक्सन कहते हैं, “यह काम दिखाता है कि विज्ञान वास्तविक दुनिया की समस्याओं से कैसे निपट सकता है।” “आगे के विकास के साथ, इस तकनीकी अवधारणा को नगरपालिका अपशिष्ट प्रबंधन प्रणालियों में एकीकृत किया जा सकता है, जिससे कचरे को एक मूल्यवान संसाधन में बदल दिया जा सकता है।”
आगे देख रहा
हालाँकि अध्ययन अभी भी अपनी अवधारणा के प्रमाण चरण में है, संभावित अनुप्रयोग विशाल हैं। भविष्य का काम प्रक्रिया को बढ़ाने, अधिक दक्षता के लिए एंजाइम सिस्टम को परिष्कृत करने और रबर और नायलॉन जैसे अतिरिक्त अपशिष्ट इनपुट की खोज पर केंद्रित होगा।
जैसे-जैसे शहर और राष्ट्र कचरे की बढ़ती मात्रा से जूझ रहे हैं, यह शोध एक स्थायी, स्केलेबल समाधान प्रदान करता है जो न केवल अपशिष्ट प्रबंधन को संबोधित करता है बल्कि जलवायु परिवर्तन शमन में भी योगदान देता है।
