Warum das plastische Problem der Welt schwerer zu lösen ist als eine massive Bereinigung

Während Sie dies lesen, driftet ein seltsames Objekt, das wie eine 2.000 Fuß schwimmende Poolnudel aussieht, langsam durch den zentralen Nordpazifik. Dieses Objekt soll ein enormes Umweltproblem lösen. Auf diese Weise lenkt es die Aufmerksamkeit einiger anderer.

Schätzungsweise 5 Billionen Plastikstücke schwimmen auf und in den Weltmeeren. Die riesige Pool-Nudel wird sich durch den Great Pacific Garbage Patch bewegen, getrieben von Wind und Strömungen, und nimmt das Plastik auf, auf das sie unterwegs trifft. Ocean Cleanup, die Organisation, die das Gerät entwickelt hat, verspricht "die größte Bereinigung in der Geschichte".

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Wenn es funktioniert, könnte das Gerät - das einfach als System 001 bezeichnet wird - die enorme Menge von Plastik aus dem Meeresspiegel eindrücken. Aber sobald der Kunststoff gesammelt ist, sind die Optionen nicht gut. Hier beginnt ein Umweltethiker wie ich, darüber nachzudenken, wo dieser Kunststoff als nächstes enden wird. Natürlich ist das Meer ohne ihn besser, aber das Kunststoffproblem hat viel mehr Schichten, als es zunächst scheint.

Der Kampf des Sortierens

Recycling von Kunststoff ist nur möglich, wenn es sorgfältig in seine verschiedenen chemischen Typen unterteilt werden kann. Was die Menschen im Allgemeinen mit dem einzigen Wort „Kunststoff“ beschreiben, umfasst sieben Hauptarten von Materialien - die zur Herstellung von Soda-Flaschen, Müllbeutel, Frischhalteverpackung, Einkaufstüten, Joghurtbehältern, Fischernetzen, Schaumstoffisolierung und nichtmetallischen Teilen verwendeten viele Haushaltsgeräte. Die Wiederverwendung dieser Typen, die Sie vielleicht unter ihren Akronymen kennen - wie PETE, LDPE, PVC, PP und HDPE -, erfordert einen anderen chemischen Prozess.

Deshalb fordern viele Haushaltsrecycling-Programme die Einwohner dazu auf, ihre Kunststoffe zu sortieren - und warum Gemeinden, in denen Wertstoffe aller Art in einen großen Mülleimer gelegt werden, Mitarbeiter und Maschinen damit beschäftigt werden, diese nach ihrer Sammlung zu sortieren.

Mit dem Kunststoff im Ozean ist das Sortieren nicht einfach. Alle verschiedenen Kunststoffe werden miteinander vermischt, und einige davon wurden durch Sonnenlicht und Wellengang chemisch und physikalisch abgebaut. Vieles davon ist jetzt in winzigen Teilen, Mikroplastik genannt, direkt unter der Oberfläche aufgehängt.Die erste Schwierigkeit, aber keineswegs die letzte, besteht darin, all das Plastik zu sortieren - plus Algen, Seepocken und anderes Meeresleben, das sich möglicherweise an den schwebenden Trümmern festgesetzt hat.

Recycling oder Downcycling?

Ocean Cleanup bemüht sich, das Material, das es sammelt, am besten wiederaufzubereiten und zu kennzeichnen, in der Hoffnung, dass ein williger Markt für sein einzigartiges Produkt entsteht. Selbst wenn die Ingenieure und Forscher des Unternehmens herausfinden können, wie das alles zu sortieren ist, gibt es physikalische Einschränkungen hinsichtlich des Nutzens des gesammelten Kunststoffs.

Beim Recycling werden Materialien in sehr kleine Stücke zerkleinert, bevor sie geschmolzen und reformiert werden. Ein unvermeidlicher Teil dieses Prozesses besteht darin, dass jedes Mal, wenn Kunststoff recycelt wird, seine Polymere - die langen chemischen Abläufe, die seine Struktur liefern - kürzer werden.

Im Allgemeinen können leichtere und flexiblere Kunststofftypen nur in dichtere, härtere Materialien recycelt werden - es sei denn, der Mischung werden große Mengen an neuem, neuem Kunststoff zugesetzt. Nach ein oder zwei Recyclingrunden sind die Wiederverwendungsmöglichkeiten sehr begrenzt. An diesem Punkt wird das „Downcycled“ -Kunststoffmaterial zu Textilien, Stoßfängern oder Kunststoffholz geformt, von denen kein anderes als die Deponie landet. Der Kunststoff wird zu Müll.

Kunststoffkompostierung

Was wäre, wenn es einen Weg gäbe, um sicherzustellen, dass Kunststoff langfristig langfristig recycelbar ist? Die meisten Bakterien können Kunststoffe nicht abbauen, da die Polymere starke chemische Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen enthalten, die sich von allen Bakterien unterscheiden, die sich neben der Natur entwickelt haben. Glücklicherweise scheinen sich Bakterien, nachdem sie sich jahrzehntelang in der Umwelt mit von Menschen weggeworfenen Kunststoffen befunden haben, zu diesem synthetischen Ausgangsmaterial zu entwickeln, das das moderne Leben durchdringt.

Im Jahr 2016 fand ein Team von Biologen und Materialwissenschaftlern ein Bakterium, das die in Flaschen für Flaschen verwendeten Kunststoffe aufnehmen kann. Die Bakterien verwandeln PET-Kunststoff in grundlegendere Substanzen, die zu ursprünglichen Kunststoffen umgewandelt werden können. Nachdem das Schlüsselenzym im Bakterienverdauungsprozess der Bakterien identifiziert worden war, führte das Forschungsteam das Enzym absichtlich aus, um es effektiver zu machen. Ein Wissenschaftler sagte, die Ingenieurarbeit habe es geschafft, „die Evolution zu überholen“.

Zu diesem Zeitpunkt arbeiten die Durchbrüche nur unter Laborbedingungen und nur bei einer der sieben Arten von Kunststoffen. Aber die Idee, über die natürliche Evolution hinauszugehen, ist, wenn die Ohren eines Umweltphilosophen in Alarmbereitschaft treten.

Synthetische Enzyme und Bakterien

Um das plastikfressende Bakterium und sein Enzym zu entdecken, musste viel beobachtet, gewartet und getestet werden. Die Entwicklung ist nicht immer schnell. Die Ergebnisse legen die Möglichkeit nahe, weitere Enzyme zu entdecken, die mit anderen Kunststoffen zusammenarbeiten. Sie eröffnen aber auch die Möglichkeit, die Dinge selbst in die Hand zu nehmen und neue Enzyme und Mikroben zu entwerfen.

Vollständig künstliche Proteine, die von synthetisch aufgebauten Genen kodiert werden, wirken bereits als künstliche Enzyme und katalysieren Reaktionen in Zellen. Ein Forscher behauptet, "wir können Proteine ​​entwickeln - die Entwicklung hätte in der Regel Milliarden von Jahren gedauert." In anderen Labors sind synthetische Genome, die vollständig aus Flaschen von Chemikalien aufgebaut sind, nun in der Lage, Bakterienzellen ablaufen zu lassen. Es wird angenommen, dass vollständig synthetische Zellen - Genome, Stoffwechselprozesse, funktionelle Zellstrukturen und alle - nur ein Jahrzehnt entfernt sind.

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Die kommende Ära der synthetischen Biologie verspricht nicht nur, die Möglichkeiten von Organismen zu ändern. es droht zu ändern, was Organismen eigentlich sind. Bakterien werden nicht mehr nur natürlich vorkommende Lebensformen sein; einige, sogar viele von ihnen werden speziell gebaute Mikroben sein, die ausdrücklich so konstruiert sind, dass sie dem Menschen nützliche Funktionen bieten, wie beispielsweise das Kompostieren von Plastik. Die Grenze zwischen Leben und Maschine wird verschwimmen.

Die Kunststoffe, die die Ozeane der Welt verschmutzen, müssen gereinigt werden. Sie wieder an Land zu bringen, würde die Tatsache verstärken, dass es selbst auf globaler Ebene unmöglich ist, Müll „wegzuwerfen“ - er geht nur eine Zeit lang woanders hin. Die Menschen sollten jedoch sehr sorgfältig darauf achten, welche technischen Korrekturen sie anwenden. Ich kann nicht umhin, die Ironie zu sehen, zu versuchen, das sehr reale Problem zu vieler synthetischer Materialien zu lösen, die die Ozeane verunreinigen, indem sie Billionen synthetisch hergestellter Proteine ​​oder Bakterien in die Welt bringen, um sie zu reinigen.

Dieser Artikel wurde ursprünglich auf The Conversation von Christopher J. Preston veröffentlicht. Lesen Sie hier den Originalartikel.