Почему мировая пластическая проблема сложнее, чем массовая очистка

Когда вы читаете это, странный объект, похожий на 2000-футовую плавучую лапшу, медленно дрейфует через центральный север Тихого океана. Этот объект предназначен для решения огромной экологической проблемы. Но при этом он привлекает внимание к ряду других.

Примерно 5 триллионов кусочков пластика плавают по океанам мира. Массивная лапша бассейна будет двигаться через Большой Тихоокеанский мусорный участок, движимый ветром и потоками и собирая пластмассу, с которой сталкивается по пути. Ocean Cleanup, организация, которая разработала устройство, обещает «самую большую очистку в истории».

Смотрите также: Великий Тихоокеанский Мусорный участок официально в два раза больше Техаса

Если это сработает, устройство - мягко названное System 001 - может сделать вмятину в огромном количестве океанического пластика. Но как только этот пластик собран, варианты не хороши. Вот где специалист по этике окружающей среды, такой как я, начинает задумываться о том, где этот пластик окажется следующим. Конечно, океану лучше без него, но пластическая проблема имеет гораздо больше слоев, чем кажется на первый взгляд.

Борьба сортировки

Переработка пластика возможна только в том случае, если его можно тщательно разделить на различные химические типы. То, что люди обычно описывают одним словом «пластик», включает в себя семь основных типов материалов - те, которые используются для изготовления бутылок содовой, мешков для мусора, липкой упаковки, хозяйственных сумок, контейнеров для йогурта, рыболовных сетей, пенной изоляции и неметаллических частей много бытовой техники. Переработка каждого из этих типов, которые вы можете знать по их аббревиатурам, таким как PETE, LDPE, PVC, PP и HDPE, требует другого химического процесса.

Вот почему многие программы утилизации бытовых отходов требуют от жителей сортировать их пластмассы - и почему в сообществах, которые позволяют людям складывать вторсырье всех типов в одну большую корзину, используются люди и машины для сортировки после сбора.

Сортировка не будет легкой с пластиком в океане. Все различные виды пластмасс смешаны вместе, и некоторые из них были химически и физически разрушены солнечным светом и волнами. Большая часть этого теперь в крошечных частях, названных микропластиками, подвешенными только ниже поверхности.Первой трудностью, но отнюдь не последней, будет сортировка всей этой пластмассы - плюс водоросли, ракушки и другая морская жизнь, которая могла прикрепиться к плавающим обломкам.

Переработка или переработка?

Ocean Cleanup работает над тем, как наилучшим образом переработать и маркировать материал, который она собирает, в надежде, что появится рынок для ее уникального продукта. Даже если инженеры и исследователи компании могут выяснить, как все это отсортировать, существуют физические ограничения в отношении того, насколько полезным будет собранный пластик.

Акт переработки включает измельчение материалов на очень мелкие кусочки перед их плавлением и реформирование. Неизбежной частью этого процесса является то, что каждый раз, когда пластик перерабатывается, его полимеры - длинные химические последовательности, которые обеспечивают его структуру - становятся короче.

Вообще говоря, более легкие и более гибкие виды пластика могут быть переработаны только в более плотные и твердые материалы - если в смесь не добавлено большое количество нового первичного пластика. После одного или двух циклов утилизации возможности повторного использования становятся очень ограниченными. В этот момент «переработанный» пластик превращается в текстиль, автомобильные бамперы или пластмассовые пиломатериалы, ни один из которых не заканчивается нигде, кроме свалки. Пластик становится мусором.

Пластиковый компост

Что если бы был способ обеспечить реальную переработку пластика в течение длительного времени? Большинство бактерий не могут разлагать пластмассы, потому что полимеры содержат прочные углерод-углеродные химические связи, которые отличаются от всего, что бактерии развивались в природе. К счастью, после нескольких десятилетий пребывания в окружающей среде с пластмассами, от которых отказались люди, бактерии, похоже, эволюционируют, чтобы использовать это синтетическое сырье, которое пронизывает современную жизнь.

В 2016 году команда биологов и материаловедов нашла бактерию, которая может питаться пластиком определенного типа, используемым в бутылках для напитков. Бактерия превращает ПЭТ-пластик в более основные вещества, которые можно превратить в первичные пластики. После определения ключевого фермента в процессе пластического переваривания бактерий, исследовательская группа продолжила сознательную разработку фермента, чтобы сделать его более эффективным. Один ученый сказал, что инженерные работы смогли «обогнать эволюцию».

На данный момент прорывы работают только в лабораторных условиях и только на одном из семи видов пластмасс. Но идея выхода за пределы естественной эволюции заключается в том, что уши философа окружающей среды настороже.

Синтетические ферменты и бактерии

Обнаружение бактерии, потребляющей пластик, и ее фермента потребовало много времени для наблюдения, ожидания и тестирования. Эволюция не всегда быстрая. Полученные данные свидетельствуют о возможности открытия дополнительных ферментов, которые работают с другими пластиками. Но они также дают возможность взять дело в свои руки и разработать новые ферменты и микробы.

Уже полностью искусственные белки, кодируемые синтетически сконструированными генами, действуют как искусственные ферменты и катализируют реакции в клетках. Один исследователь утверждает, что «мы можем разрабатывать белки - которые обычно развивались бы миллиардами лет - в течение нескольких месяцев». В других лабораториях синтетические геномы, построенные полностью из бутылок с химикатами, теперь способны запускать бактериальные клетки. Полностью синтетические клетки - геномы, метаболические процессы, функциональные клеточные структуры и все - как полагают, находятся всего в десятилетии.

См. Также: 7-й класс построил подводный вездеход, чтобы спасти океаны от микропластиков

Наступающая эра синтетической биологии не только обещает изменить то, что могут сделать организмы; это угрожает изменить то, чем на самом деле являются организмы. Бактерии больше не будут просто естественными формами жизни; некоторые, даже многие из них будут специально сконструированными микробами, сконструированными специально для обеспечения функций, полезных для человека, таких как компостирование пластика. Граница между жизнью и машиной будет размыта.

Пластмассы, загрязняющие океаны мира, необходимо очистить. Возвращение их на сушу укрепило бы тот факт, что даже в глобальном масштабе невозможно выбросить мусор «прочь» - он просто уходит куда-то еще на какое-то время. Но люди должны быть очень осторожны в отношении того, какие технические исправления они используют. Я не могу не видеть иронию попыток решить очень реальную проблему слишком большого количества синтетических материалов, насыпающих океаны, путем введения в мир триллионов синтетически произведенных белков или бактерий для их очистки.

Эта статья была первоначально опубликована в «Разговоре» Кристофера Дж. Престона. Прочитайте оригинальную статью здесь.