محققین نے ایک ایسے انزائم کی شناخت اور انجنیئر کیا ہے جو ہمارے سب سے زیادہ عام طور پر آلودگی پھیلانے والے کچھ کو ہضم اور استعمال کر سکتا ہے۔ پلاسٹک ری سائیکلنگ اور لڑائی کے لیے امید فراہم کرنا آلودگی
آلودگی پھیلانا پلاسٹک پلاسٹک کی شکل میں دنیا بھر میں سب سے بڑا ماحولیاتی چیلنج ہے۔ آلودگی اور اس مسئلے کا زیادہ سے زیادہ حل اب بھی ناقص ہے۔ زیادہ تر پلاسٹک پیٹرولیم یا قدرتی گیس سے بنائے جاتے ہیں جو کہ غیر قابل تجدید وسائل ہیں جو توانائی سے بھرپور تکنیکوں کا استعمال کرتے ہوئے نکالے اور پروسیس کیے جاتے ہیں۔ اس طرح، ان کی مینوفیکچرنگ اور پیداوار خود نازک ماحولیاتی نظام کے لیے بہت تباہ کن ہے۔ پلاسٹک کی تباہی (زیادہ تر جلانے سے) ہوا کا سبب بنتی ہے، پانی اور زمین آلودگی. پچھلے 79 سالوں میں پیدا ہونے والے تقریباً 70 فیصد پلاسٹک کو یا تو لینڈ فل سائٹس یا عام ماحول میں پھینک دیا گیا ہے جبکہ صرف نو فیصد کو ری سائیکل کیا جاتا ہے اور باقی کو جلایا جاتا ہے۔ جلانے کا یہ عمل کمزور کارکنوں کو زہریلے کیمیکلز سے بے نقاب کرتا ہے جس میں کینسر پیدا کرنے والے مادے شامل ہیں۔ کہا جاتا ہے کہ سمندروں میں تقریباً 51 ٹریلین مائیکرو پلاسٹک کے ذرات موجود ہیں اور یہ سمندری زندگی کو آہستہ آہستہ ختم کر رہے ہیں۔ پلاسٹک کے کچھ مائیکرو پارٹیکلز ہوا میں اڑ جاتے ہیں جس کی وجہ سے آلودگی اور یہ ایک حقیقی امکان ہے کہ ہم انہیں سانس لے رہے ہیں۔ 1960 کی دہائی میں کوئی بھی یہ پیش گوئی نہیں کر سکتا تھا کہ پلاسٹک کی آمد اور مقبولیت ایک دن ہمارے خوبصورت سمندروں، ہوا میں تیرنے اور ہماری قیمتی زمینوں پر پھینکے جانے والے پلاسٹک کے بڑے فضلے کے ساتھ بوجھ بن جائے گی۔
پلاسٹک پیکیجنگ پلاسٹک کا سب سے بڑا خطرہ اور بدعنوان استعمال ہے۔ لیکن مسئلہ یہ ہے کہ پلاسٹک بیگ ہر جگہ موجود ہے، ہر چھوٹے سے کام کے لیے استعمال ہوتا ہے اور اس کے استعمال پر کوئی کنٹرول نہیں ہے۔ اس قسم کا مصنوعی پلاسٹک بائیو ڈی گریڈ نہیں ہوتا ہے، اس کے بجائے صرف بیٹھتا ہے اور لینڈ فلز میں جمع ہوتا ہے اور ماحولیاتی آلودگی میں حصہ ڈالتا ہے۔ آلودگی. "پلاسٹک پر مکمل پابندی" کے لیے اقدامات کیے گئے ہیں، خاص طور پر پولی اسٹیرین جو کہ پیکیجنگ میں استعمال ہوتی ہے۔ تاہم، اس سے مطلوبہ نتائج نہیں مل رہے ہیں کیونکہ پلاسٹک اب بھی زمین، ہوا اور پانی میں ہر جگہ موجود ہے اور ہمیشہ بڑھ رہا ہے۔ یہ کہنا محفوظ ہے کہ پلاسٹک ہر وقت کھلی آنکھ سے بھی نظر نہیں آتا ہے لیکن یہ ہر جگہ موجود ہے! یہ بدقسمتی کی بات ہے کہ ہم پلاسٹک کے مواد کی ری سائیکلنگ اور ٹھکانے لگانے کے مسئلے سے نمٹنے سے قاصر ہیں۔
میں شائع ایک مطالعہ میں نیشنل اکیڈمی آف سائنسز یو ایس اے کی کارروائی، محققین نے ایک معروف قدرتی دریافت کیا ہے۔ ینجائم جو پلاسٹک کو کھاتا ہے۔ یہ ایک موقع کی دریافت تھی جب وہ ایک انزائم کی ساخت کا جائزہ لے رہے تھے جو جاپان کے ایک مرکز میں ری سائیکلنگ کے لیے تیار فضلہ میں پایا گیا۔ Ideonella sakaiensis 201-F6 نامی یہ انزائم پیٹنٹ شدہ پلاسٹک PET یا پولیتھیلین ٹیریفتھلیٹ کو "کھانے" یا "کھانے" کے قابل ہے جو کہ لاکھوں ٹن پلاسٹک کی بوتلوں میں عام طور پر استعمال ہوتا ہے۔ انزائم نے بنیادی طور پر بیکٹیریا کو پلاسٹک کو ان کے کھانے کا ذریعہ بنانے کی اجازت دی۔ PET کے لیے فی الحال کوئی ری سائیکلنگ حل موجود نہیں ہے اور PET سے بنی پلاسٹک کی بوتلیں سیکڑوں سالوں سے زیادہ ماحول میں برقرار رہتی ہیں۔ یونیورسٹی آف پورٹسماؤتھ اور ریاستہائے متحدہ کے محکمہ توانائی کی نیشنل رینیوایبل انرجی لیبارٹری (NREL) کی ٹیموں کی قیادت میں ہونے والے اس مطالعے نے بہت زیادہ امید پیدا کی ہے۔
اصل مقصد اس قدرتی انزائم (جسے PETase کہا جاتا ہے) کے تین جہتی کرسٹل ڈھانچے کا تعین کرنا تھا اور اس معلومات کو یہ سمجھنے کے لیے استعمال کرنا تھا کہ یہ انزائم بالکل کیسے کام کرتا ہے۔ انہوں نے ایکس رے کی ایک شدید بیم کا استعمال کیا - جو سورج سے 10 بلین گنا زیادہ روشن ہیں - ساخت کو واضح کرنے اور انفرادی ایٹموں کو دیکھنے کے لیے۔ اس طرح کے طاقتور شہتیروں نے انزائم کے اندرونی کام کو سمجھنے کے قابل بنایا اور تیز تر اور زیادہ موثر انزائمز کو انجینئر کرنے کے قابل ہونے کے لیے درست بلیو پرنٹ فراہم کیا۔ یہ انکشاف ہوا کہ PETase ایک دوسرے انزائم سے بہت ملتا جلتا ہے جسے cutinase کہا جاتا ہے سوائے اس کے کہ PETase میں ایک خاص خصوصیت ہے اور ایک زیادہ "کھلی" فعال سائٹ ہے، جس کے بارے میں خیال کیا جاتا ہے کہ وہ انسانی ساختہ پولیمر (قدرتی کے بجائے) کو ایڈجسٹ کرتی ہے۔ ان اختلافات نے فوری طور پر اشارہ کیا کہ PETase خاص طور پر PET پر مشتمل ماحول میں زیادہ تیار ہو سکتا ہے اور اس طرح PET کو کم کر سکتا ہے۔ انہوں نے PETase ایکٹو سائٹ کو تبدیل کر دیا تاکہ یہ زیادہ cutinase کی طرح نظر آئے۔ اس کے بعد جو ایک مکمل طور پر غیر متوقع نتیجہ نکلا، PETase اتپریورتی PET کو قدرتی PETase سے بھی بہتر طور پر کم کرنے میں کامیاب رہا۔ اس طرح، قدرتی انزائم کی صلاحیت کو سمجھنے اور بہتر بنانے کی کوشش کے دوران، محققین نے حادثاتی طور پر ایک نئے انزائم کی انجینئرنگ کی جو کہ PET کو توڑنے میں قدرتی انزائم سے بھی بہتر تھا۔ پلاسٹک. یہ انزائم پولی تھیلین فرانڈی کاربوکسیلیٹ، یا پی ای ایف، جو کہ پی ای ٹی پلاسٹک کے لیے ایک بائیو بیسڈ متبادل ہے، کو بھی نیچا کر سکتا ہے۔ اس سے پی ای ایف (پولیتھیلین فیورانویٹ) یا یہاں تک کہ پی بی ایس (پولی بیوٹائلین سکسیٹ) جیسے دیگر ذیلی ذخیروں سے نمٹنے کی امید پیدا ہوئی۔ مزید بہتری کے لیے انزائم انجینئرنگ اور ارتقاء کے آلات کو مسلسل لاگو کیا جا سکتا ہے۔ محققین انزائم کو بہتر بنانے کا ایک طریقہ تلاش کر رہے ہیں تاکہ اس کے فنکشن کو بڑے پیمانے پر طاقتور صنعتی سیٹ اپ میں شامل کیا جا سکے۔ انجینئرنگ کا عمل انزائمز سے بہت ملتا جلتا ہے جو فی الحال بائیو واشنگ ڈٹرجنٹ یا بائیو فیول کی تیاری میں استعمال ہو رہے ہیں۔ ٹیکنالوجی موجود ہے اور اس طرح آنے والے سالوں میں صنعتی قابل عمل ہونا چاہیے۔
اس مطالعے کے کچھ پہلوؤں کو سمجھنے کے لیے مزید تحقیق کی ضرورت ہے۔ سب سے پہلے، انزائم پلاسٹک کے بڑے ٹکڑوں کو چھوٹے ٹکڑوں میں توڑ دیتا ہے، اس لیے یہ پلاسٹک کی بوتلوں کی ری سائیکلنگ میں مدد کرتا ہے لیکن اس تمام پلاسٹک کو پہلے بازیافت کرنے کی ضرورت ہے۔ یہ "چھوٹا" پلاسٹک برآمد ہونے پر انہیں پلاسٹک کی بوتلوں میں واپس کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ انزائم واقعی ماحول میں "جا کر خود پلاسٹک تلاش نہیں کر سکتا"۔ ایک تجویز کردہ آپشن یہ ہو سکتا ہے کہ اس انزائم کو کچھ بیکٹیریا میں لگایا جائے جو اعلی درجہ حرارت کو برداشت کرتے ہوئے زیادہ شرح سے پلاسٹک کو توڑنا شروع کر سکتے ہیں۔ اس کے علاوہ، اس انزائم کے طویل مدتی اثرات کو ابھی بھی سمجھنے کی ضرورت ہے۔
پلاسٹک کے فضلے سے نمٹنے کے لیے اس طرح کے جدید حل کے اثرات عالمی سطح پر بہت زیادہ ہوں گے۔ پلاسٹک کی آمد کے بعد سے ہی ہم پلاسٹک کے مسئلے سے نمٹنے کی کوشش کر رہے ہیں۔ سنگل پلاسٹک کے استعمال پر پابندی کے قوانین بنائے گئے ہیں اور ری سائیکل پلاسٹک کو بھی اب ہر جگہ پسند کیا جاتا ہے۔ یہاں تک کہ سپر مارکیٹوں میں پلاسٹک کیری بیگز پر پابندی لگانے جیسے چھوٹے اقدامات بھی میڈیا پر چھائے ہوئے ہیں۔ بات یہ ہے کہ اگر ہم اپنی حفاظت کرنا چاہتے ہیں تو ہمیں تیزی سے کام کرنے کی ضرورت ہے۔ سیارے پلاسٹک سے آلودگی. اگرچہ ہمیں اپنی روزمرہ کی زندگی میں ری سائیکلنگ کو اپناتے رہنا چاہیے اور اپنے بچوں کو بھی ایسا کرنے کی ترغیب دینا چاہیے۔ ہمیں اب بھی ایک اچھے طویل المدتی حل کی ضرورت ہے جو ہماری اپنی انفرادی کوششوں کے ساتھ ساتھ چل سکے۔ یہ تحقیق ان سب سے بڑے مسائل میں سے ایک سے نمٹنے کے لیے ایک آغاز کی نشاندہی کرتی ہے جو ہمارے سیارے کا سامنا ہے.
***
{آپ اصل تحقیقی مقالے کو ذیل میں دیے گئے DOI لنک پر کلک کر کے پڑھ سکتے ہیں جو حوالہ دیئے گئے ماخذ کی فہرست میں ہے}
ذرائع)
ہیری پی وغیرہ۔ 2018. پلاسٹک کو کم کرنے والی خوشبودار پولیسٹیریز کی خصوصیات اور انجینئرنگ۔ نیشنل اکیڈمی آف سائنسز کی کارروائی۔ https://doi.org/10.1073/pnas.1718804115
