بررسی کاربرد حشرات درکاهش پسماند‌های پلاستیکی

نویسنده

دانشیار گروه حشره شناسی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تاکستان، تاکستان، ایران

چکیده

میلیار‌ها تن پسماندهای پلاستیکی ضرورت توجه بیش از پیش به این چالش محیط‌زیستی  را آشکار می‌سازد. ناکارآمدی و عوارض روش‌های موجود، بهره مندی از روش‌های جدید را اجتناب ناپذیر می‌سازد. حشرات با صدها میلیون سال قدمت در طی روند تکاملی خود روابط همزیستی مناسبی را با انواع میکروارگانیسم‌ها برقرار ساخته اند و توانسته اند انواع پلیمرهای هیدروکربنی مشابه پلاستیک‌های امروزی را تجزیه نمایند. سخت بالپوشان، بالپولکداران و راست بالان مهمترین راسته‌های حشرات هستند که دارای گونه‌های پلاستیک خوار هستند. آنها می‌توانند از انواع پلاستیک‌های رایج مانند پلی اتیلن، پلی استایرن، پلی پروپیلن، پلی وینیل کلراید و پلی اورتان تغذیه کرده و به زیست توده‌ی ارزشمند تبدیل کنند. سوسک جو، سوسک زرد آرد و پروانه موم خوار به ترتیب می‌توانند بدون غذای کمکی3/4، 7/1، 9/5 میلی گرم در گرم وزن زنده در روز از پلی اتیلن تغذیه نمایند. این معیار برای لارو پروانه برنج 42 میلیگرم در روز است. جیرجیرک دونقطه ای تنها حشره ای است که توانایی تجزیه‌ی پلی اورتان به میزان 28 /0 میلیگرم در روز را داراست. کارایی گونه‌های برتر و سودمندی آنها در این مقاله مورد بحث قرار گرفته است.

کلیدواژه‌ها


Abdulhay, HS. 2020. Biodegradation of plastic wastes by confused flour beetle Tribolium confusum Jacquelin du Val larvae. Asian Journal of Agriculture and Biology. 8(2):201-206. (In Persian)
Alang, E. 2021. Increase in plastic debris in coastal and marine environments. Journal of Environmental Health Research. 7 (1), 11-16. (In Persian)
Arbab, A. 2013. Pestology of stored products and their management. Islamic Azad University Publications. 189 p. (In Persian)
Arbab, A. 2017. Industrial entomology: first volume: yellow flour beetle Tenebrio molitor (Col.: Tenebrionidae) introduction, breeding, processing and applications. Islamic Azad University Publications. 215 p. (In Persian)
Bożek, M.; Hanus-Lorenz, B. & Rybak, J. 2017. The studies on waste biodegradation by Tenebrio molitor. E3S Web of Conferences 17, 00011. DOI: 10.1051/e3sconf/20171700011.
Diyana, ZN.; Jumaidin, R.; Selamat, MZ.; Ghazali, I.; Jul mohammad, N.; Huda, N. & Ilyas, R.A. 2021. Physical properties of thermoplastic starch derived from natural resources and its blends: A Review. Polymers. 13, 1396.
Ghosh, SK.; Pal, S. & Ray, S. 2013. Study of microbes having potentiality for biodegradation of plastics. Environmental Science and Pollution Research. 20 (7) 4339– 4355.
Gu, JD. 2003. Microbiological deterioration and degradation of synthetic polymeric materials: recent research advances. International Biodeterioration & Biodegradation. 52, 69- 91.
Kasirajan, S. & Ngouajio, M. 2012. Polyethylene and biodegradable mulches for agricultural applications: a review. Agronomy for Sustainable Development. 32, 501–529.
Kesti, SS. & Shivasharana, CT. 2018. The role of insects and microorganisms in plastic biodegradation: A comprehensive review. International Journal of Sciences. 5(6), 75-79.
Khan, S.; Dong, Y.; Nadir, S.; Schaefer, DA. & Mortimer, PE. 2021. Valorizing plastic waste by insect consumption. Circular Agricultural System. 1: 7 https://doi.org/10.48130/CAS-2021-0007
Kim, HR.; Lee, HM.; Yu, HC.; Jeon, E.; Lee, S.; Li, J. & Kim, D.H. 2020. Biodegradation of polystyrene by Pseudomonas sp. isolated from the gut of Superworms (Larvae of Zophobas atratus). Environmental Science & Technology. 54: 6987–6996.
Kishipour, A.; Mostafa Lu, R.; Arasty & Asadi Qalhari, M. 2020. Microplastics as a new challenge in water resources management: different forms and their removal methods (a review study). Quarterly journal of research in environmental health. 6 (1): 34-44. (In Persian)
Koh, D.W.S.; Ang, B.Y.; Yeo, J.Y.; Xing, Z. & Gan, S. K. 2020. Plastic agriculture using worms: Augmenting polystyrene consumption and using frass for plant growth towards a zero-waste circular economy. bioRxiv, Ecology. DOI :10.14324/111. 444/000048.v1.
Kundungal, H.; Gangarapu, M.; Sarangapani, S.; Patchaiyappan, A. & Devipriya, SP. 2019. Efficient biodegradation of polyethylene (HDPE) waste by the plastic-eating lesser waxworm (Achroia grisella). Environmental Science and Pollution Research. 26:18509−19.
Kundungal, H.; Gangarapu, M.; Sarangapani, S.; Patchaiyappan, A. & Devipriya, SP. 2021. Role of pretreatment and evidence for the enhanced biodegradation and mineralization of low density polyethylene films by greater waxworm. Environmental Technology.42:717−30.
Lee, H. M.; Kim, H.R; Jeon, E.; Yu, H. C.; Lee, S.; Li, J. & Kim, D.H. 2020. Evaluation of the biodegradation efficiency of four various types of plastics by Pseudomonas aeruginosa isolated from the gut extract of Superworms. Microorganisms, 8(9), 1341.
McCarthy, S. P. 2003. “Plastics and the Environment”, John Wiley and Sons, Anthony L. Andrady, New Jersey, pp. 359–377.
Meng, TK.; Fauzi, N. & Kassim, A. S. M. 2017. The Extraction of Protein from Superworm (Zophobas morio) using Saline Treatment (NaCl) Method. The Journal of Engineering and Applied Science. 12: 6953-6957.
Peng, B.Y.; Li, Y.; Fan, R.; Chen, Z.; Chen, J.; Brandon, A.M.; Craig, S.; Zhang, Y.L. & Wu, W.M. 2020. Biodegradation of low-density polyethylene and polystyrene in superworms, larvae of Zophobas atratus (Coleoptera: Tenebrionidae): broad and limited extent depolymerization. Environmental Pollution. 266 (115206)
Starneckar, A. & Menner, M. 1996. Assessment of biodegradability of plastics under simulated composting conditions in a laboratory test system”, International Biodeterioration & Biodegradation, 37, 1–2, pp. 85-92.
Tang, Z.L.; Kuo, T. A. & Liu, H.H. 2017. The study of the microbes degraded polystyrene. Polymers for Advanced Technologies. 2(1), 13 – 17.
Yang, J.; Yang, Y.; Wu, Wei-Min; Zhao, J. & Jiang, L. 2014. Evidence of Polyethylene Biodegradation by Bacterial Strains from the Guts of Plastic-Eating Waxworms, Environmental Science & Technology. 48, 23, 13776–13784.
Yang, Y.; Wang, J. & Xia, M. 2019. Biodegradation and mineralization of polystyrene by plastic-eating superworms Zophobas atratus. Science of the Total Environment.135233. doi: 10.1016/j.
Yang, Y.; Yang, J.; Wu, W.; Zhao, J.; Song, Y.; Gao, L.; Yang, R.; & Jiang, L. 2015. Biodegradation and mineralization of polystyrene by plastic-eating mealworms: part 1. Chemical and physical characterization and isotopic tests. Environmental Science & Technology. 49, 12080–12086.
Zhang, J.; Gao, D.; Li, Q.; Zhao, Y. & Li, L. 2020. Biodegradation of polyethylene microplastic particles by the fungus Aspergillus flavus from the guts of wax moth Galleria mellonella. Science of the Total Environment. 704:135931.