Защо пластмасовият проблем в света е по-труден за решаване от масово почистване

Докато четете това, един странен обект, който прилича на плаващ басейн с дължина 2 000 фута, бавно преминава през централния северен Тихи океан. Този обект е предназначен да реши един огромен екологичен проблем. Но по този начин той насочва вниманието към редица други.

Има около 5 трилиона пластмасови парчета, плаващи по и в световните океани. Масивният басейн с юфка ще се придвижва през пачката за боклук в Тихия океан, задвижван от вятъра и теченията и ще вземе пластмасата, с която се сблъсква по пътя. Ocean Cleanup, организацията, разработила устройството, обещава "най-голямото почистване в историята".

Виж също: Големият тихоокеански боклук е официално два пъти по-голям от Тексас

Ако тя работи, устройството - наивно наречено System 001 - би могло да проникне в огромното количество пластмаса, пренасяна от океана. Но след като пластмасата се събере, опциите не са добри. Това е мястото, където етика на околната среда като мен започва да мисли къде ще дойде тази пластмаса. Океанът е по-добре без него, разбира се, но пластмасовият проблем има много повече слоеве, отколкото се появява за пръв път.

Борбата за сортиране

Рециклирането на пластмаса е възможно само ако може да бъде щателно разделено на различни видове химикали. Това, което хората обикновено описват с една единствена дума „пластмаса“, обхваща седем основни вида материали - онези, които се използват за направата на бутилки сода, торби за боклук, опаковки за опаковки, пазарски чанти, контейнери за кисело мляко, риболовни мрежи, изолация от пяна и неметални части от много домакински уреди. Рециклирането на всеки от тези типове, което може да се знае от техните съкращения - като PETE, LDPE, PVC, PP и HDPE - изисква различен химически процес.

Ето защо много програми за рециклиране на домакинствата изискват от обитателите да сортират пластмасите си - и защо общностите, които позволяват на хората да поставят рециклируемите материали от всички видове в една голяма контейнер, използват хора и машини, за да ги сортират след като бъдат събрани.

Сортирането няма да е лесно с пластмасата в океана. Всички различни видове пластмаса се смесват заедно, а част от тях са химически и физически разбити от слънчева светлина и действие на вълните. Голяма част от нея сега е в малки парченца, наречени микропластика, окачени точно под повърхността.Първата трудност, но в никакъв случай не последната, ще бъде сортирането на цялата тази пластмаса - плюс водорасли, раковини и друг морски живот, който може да е бил прикрепен към плаващите остатъци.

Рециклиране или рециклиране?

Ocean Cleanup работи върху това как най-добре да преработи и марката, материалът, който събира, надявайки се, че пазарът ще се появи за уникалния си продукт. Дори ако инженерите и изследователите на компанията разберат как да подредят всичко, съществуват физически ограничения за това колко полезна ще бъде събраната пластмаса.

Актът на рециклиране включва смилане на материали на много малки парчета, преди да ги разтопи и реформира. Неизбежна част от този процес е, че всеки път, когато пластмасата се рециклира, нейните полимери - дългите химически последователности, които осигуряват нейната структура - стават по-къси.

Най-общо казано, по-леките и по-гъвкави видове пластмаси могат да бъдат рециклирани само в по-плътни и по-твърди материали - освен ако към сместа не се добавят големи количества нова девствена пластмаса. След един или два цикъла на рециклиране, възможностите за повторна употреба стават много ограничени. В този момент пластмасовият материал, „който се връща надолу“, се оформя в текстил, автомобилни брони или пластмасов дървен материал, като никой от тях не стига до никъде другаде, освен до депото. Пластмасата става боклук.

Пластмасово компостиране

Какво ще стане, ако има начин да се гарантира, че пластмасата е наистина рециклируема в дългосрочен план? Повечето бактерии не могат да разграждат пластмасите, тъй като полимерите съдържат силни химични връзки въглерод-въглерод, които са различни от всичко, което бактериите са еволюирали заедно в природата. За щастие, след като в продължение на десетилетия е бил в околната среда с изхвърлени от човека пластмаси, изглежда, че бактериите се развиват, за да използват тази синтетична суровина, която прониква в съвременния живот.

През 2016 г. екип от биолози и учени по материалите намери бактерия, която може да яде определен вид пластмаса, използвана в бутилки за напитки. Бактериите превръщат PET пластмасата в по-основни вещества, които могат да бъдат преработени в девствени пластмаси. След идентифициране на ключовия ензим в процеса на пластично-храносмилателния процес на бактериите, изследователският екип продължи съзнателно да проектира ензима, за да го направи по-ефективен. Един учен каза, че инженерната работа е успяла да "изпревари еволюцията".

На този етап пробивите работят само в лабораторни условия и само на един от седемте вида пластмаси. Но идеята да се отиде отвъд естествената еволюция е мястото, където ушите на екологичен философ са нащрек.

Синтетични ензими и бактерии

Откриването на бактерията, която се храни с пластмаса и нейния ензим, отне много време за наблюдение, изчакване и тестване. Еволюцията не винаги е бърза. Резултатите показват възможността за откриване на допълнителни ензими, които работят с други пластмаси. Но те също повишават възможността да вземат нещата в собствените ни ръце и да проектират нови ензими и микроби.

Вече напълно изкуствени протеини, кодирани от синтетично конструирани гени, действат като изкуствени ензими и катализират реакциите в клетките. Един изследовател твърди, че „можем да разработим протеини - които обикновено са били необходими за милиарди години, за да се развият - в рамките на няколко месеца.“ В други лаборатории синтетичните геноми, построени изцяло от бутилки от химикали, вече могат да работят с бактериални клетки. Изцяло синтетични клетки - геноми, метаболитни процеси, функционални клетъчни структури и всички - се считат само за десетилетие.

Вижте също: 7-ми грейдер изгради подводен револвер, за да спаси океаните от микропластиката

Тази ера на синтетичната биология не само обещава да промени това, което организмите могат да направят; заплашва да промени това, което всъщност са организмите. Бактериите вече няма да бъдат само естествени форми на живот; някои, дори много, от тях ще бъдат специално изградени микроби, конструирани изрично, за да осигурят функции, полезни за хората, като например пластмаса за компостиране. Границата между живота и машината ще се замъгли.

Замърсяващите пластмасите световни океани трябва да бъдат почистени. Ако ги върнем обратно на земята, това би засилило факта, че дори в световен мащаб е невъзможно да се хвърли боклук „далеч“ - той просто отива някъде другаде за известно време. Но хората трябва да бъдат много внимателни към какви технологични поправки използват. Не мога да не видя иронията, че се опитвам да реша много реалния проблем с твърде много синтетични материали, които замърсяват океаните, като въвеждам на света трилиони синтетично произведени протеини или бактерии, за да ги изчистят.

Тази статия е първоначално публикувана на The Conversation от Кристофър Дж. Престън. Прочетете оригиналната статия тук.