Miért nehezebb megoldani a világ műanyag problémáját, mint egy hatalmas tisztítást

Olvassátok el ezt, egy furcsa tárgy, amely úgy néz ki, mint egy 2000 méteres úszómedencés tészta, lassan sodródik a Csendes-óceán északi részén. Ez az objektum óriási környezeti probléma megoldására szolgál. Ezzel azonban több figyelmet szentel.

A világ óceánjain és a világ óceánjain lebegő, mintegy 5 billió darab műanyag található. A masszív medencés tészta áthalad a Nagy Csendes-óceáni Szemetes Patch-ben, amit a szél és az áramok hajtanak, és felveszi az általa tapasztalt műanyagot. Az Ocean Cleanup, az eszközt fejlesztő szervezet „a történelem legnagyobb tisztítását” ígéri.

Lásd még: A Great Pacific Garbage Patch hivatalosan kétszer a Texas méretével

Ha ez működik, az eszköz - amely rendben a System 001-nek nevezték - az óceánon átnyúló műanyag óriási mennyiségében dentálhat. De ha egyszer összegyűjtötték a műanyagot, az opciók nem jóak. Ez az, ahol egy olyan környezetvédelmi etika, mint én, elkezd gondolkodni, hogy hol kerül ez a műanyag. Természetesen az óceán jobb, ha nincs, de a műanyag problémának több réteg van, mint amilyennek először jelenik meg.

A rendezés küzdelme

A műanyag újrahasznosítása csak akkor lehetséges, ha aprólékosan el lehet választani a különböző kémiai típusokra. Az emberek, akik általában a „műanyag” szóval írják le, hét fő típusú anyagot foglalnak magukban: a szódás palackok, a szemetes zsákok, a ragasztócsomagok, a bevásárlótáskák, a joghurt-tartályok, a halászhálók, a habszigetelés és a nemfémes részek sok háztartási készülék. Az ilyen típusok újrafeldolgozása, melyet a rövidítéssel ismeri - például a PETE, az LDPE, a PVC, a PP és a HDPE - más kémiai folyamatot igényel.

Ezért sok háztartási újrahasznosítási program arra kéri a rezidenseket, hogy rendezzék a műanyagokat - és miért olyan közösségek, amelyek lehetővé teszik, hogy az összes típusú újrafeldolgozókat egy nagy tálcába helyezzék, embereket és gépeket alkalmazzanak az összegyűjtése után.

A rendezés nem lesz könnyű az óceánban található műanyaggal. A különböző típusú műanyagokat összekeverik, és néhányat kémiailag és fizikailag lebontották napfény és hullámhatás alapján. Nagy része most apró darabokban, úgynevezett mikroplasztikában van, a felszín alatt felfüggesztve.Az első nehézség, de semmiképpen sem az utolsó, az összes műanyag - a tengeri moszat, a barnacles és más tengeri élet - válogatását válogathatja, amelyek a lebegő törmelékhez kapcsolódhatnak.

Újrahasznosítás vagy Downcycling?

Az Ocean Cleanup azon dolgozik, hogy a legjobban újrahasznosítsa, és a márka, az összegyűjtött anyagot, remélve, hogy egy egyedülállóan beszerzett terméke számára egy kész piac jön létre. Még ha a vállalat mérnökei és kutatói is kitalálják, hogyan rendezhetik az összeset, vannak fizikai korlátok, hogy mennyire hasznosak az összegyűjtött műanyag.

Az újrafeldolgozás magában foglalja az anyagok apró darabokra történő őrlését, mielőtt megolvasztaná és megújítaná őket. Ennek a folyamatnak az elkerülhetetlen része, hogy minden alkalommal, amikor a műanyagot újrahasznosítják, a polimerjei - a szerkezetét biztosító hosszú kémiai szekvenciák - rövidebbek lesznek.

Általánosságban elmondható, hogy a könnyebb és rugalmasabb típusú műanyagokat csak sűrűbb, keményebb anyagokra lehet újrahasznosítani - kivéve, ha nagy mennyiségű új szűrt műanyagot adnak hozzá a keverékhez. Egy vagy két újrahasznosítási kör után az újrafelhasználás lehetőségei nagyon korlátozottak. Ezen a ponton a „downcycled” műanyag anyag textíliák, autó lökhárítók vagy műanyag fűrészáru alakul ki, amelyek egyike sehol máshol nem csak a hulladéklerakó. A műanyag szemét lesz.

Műanyag komposztálás

Mi van, ha van mód annak biztosítására, hogy a műanyag hosszú távon valóban újrahasznosítható legyen? A legtöbb baktérium nem rontja a műanyagokat, mert a polimerek erős szén-szén kémiai kötéseket tartalmaznak, amelyek különböznek a természetben kialakult baktériumoktól. Szerencsére, miután több évtizeden át környezetbe kerültek az emberi eldobott műanyagokkal, úgy tűnik, hogy a baktériumok fejlődnek, hogy ezt a szintetikus alapanyagot használják, amely áthatolja a modern életet.

2016-ban egy biológusok és anyagtudósok csapata talált egy olyan baktériumot, amely meg tudja enni az ital palackokban használt műanyagot. A baktériumok a PET-műanyagot alapanyaggá alakítják át, melyet újszülött műanyaggá alakíthatunk. A baktériumok műanyag-emésztési folyamatában a legfontosabb enzim azonosítása után a kutatócsoport szándékosan megtervezte az enzimet, hogy hatékonyabb legyen. Az egyik tudós azt mondta, hogy a mérnöki munka sikerült „felborulnia az evolúciót”.

Ezen a ponton az áttörések csak laboratóriumi körülmények között működnek, és csak a hét műanyag típus egyikén dolgoznak. De az a gondolat, hogy túlmegyünk a természetes evolúción, az a hely, ahol egy környezetfilozófus füle figyelmeztet.

Szintetikus enzimek és baktériumok

A műanyagfogyasztó baktérium és enzim felfedezése sok figyelmet, várakozást és tesztelést tett. Az evolúció nem mindig gyors. Az eredmények arra engednek következtetni, hogy további enzimeket találhatunk meg más műanyagokkal. Ugyanakkor felvetik annak lehetőségét is, hogy az ügyeket saját kezünkbe vesszük, és új enzimeket és mikrobákat tervezzünk.

Már a szintetikusan kialakított gének által kódolt teljesen mesterséges fehérjék úgy hatnak, mint a mesterséges enzimek és a sejtekben katalizáló reakciók. Az egyik kutató azt állítja, hogy „fehérjéket tudunk kifejleszteni -, amelyek több hónapon belül több milliárd évig fejlődnének.” Más laboratóriumokban a szintetikus genomok, amelyek teljesen vegyi anyagokból készültek, most képesek baktériumsejteket futtatni. A teljesen szintetikus sejtek - a genomok, az anyagcsere-folyamatok, a funkcionális sejtstruktúrák és minden - úgy gondolják, hogy csak egy évtizede van.

Lásd még: A 7. fokozatú, víz alatti rover, amely óceánokat ment meg a mikroplasztikából

A szintetikus biológia eljövendõ korszaka nemcsak arra enged következtetni, hogy megváltoztathatja, hogy mit tudnak tenni a szervezetek; azzal fenyeget, hogy megváltoztatja, hogy mit jelentenek a szervezetek. A baktériumok már nem csak a természetben előforduló életformák; némelyikük közül sok közülük kifejezetten az ember számára hasznos funkciókat biztosító, kifejezetten épített mikrobák, például a komposztáló műanyag. Az élet és a gép közötti határ elmosódik.

A világ óceánjait szennyező műanyagokat meg kell tisztítani. A földhöz való visszahelyezés megerősítené azt a tényt, hogy még globális szinten is lehetetlen eldobni a szemetet „elhagyni” - csak egy ideig máshová megy. De az embereknek nagyon óvatosnak kell lenniük, hogy milyen technológiai javításokat alkalmaznak. Nem tudok segíteni, de látom az iróniát, hogy megpróbálom megoldani a túl sok szintetikus anyagot, amely az óceánokat lerakja, és világszerte triljonnyi szintetikusan előállított fehérjét vagy baktériumot vezetett be a tisztításhoz.

Ezt a cikket eredetileg Christopher J. Preston The Conversation című kiadványában tették közzé. Olvassa el az eredeti cikket itt.