Waarom het plastische probleem van de wereld moeilijker op te lossen is dan een enorme opruimactie

Terwijl je dit leest, drijft een vreemd object dat lijkt op een zwevende zwembadnaald van 2000 voet langzaam door de centrale noordelijke Stille Oceaan. Dit object is ontworpen om een ​​enorm milieuprobleem op te lossen. Maar door dit te doen, brengt het aandacht naar een aantal anderen.

Er zijn naar schatting 5 biljoen stukjes plastic op en in de oceanen van de wereld. De enorme poolnoedel zal door de Great Pacific Garbage Patch bewegen, aangedreven door de wind en de stroming en het plastic oprapen dat het onderweg tegenkomt. Ocean Cleanup, de organisatie die het apparaat heeft ontwikkeld, belooft 'de grootste opruiming in de geschiedenis'.

Zie ook: De Great Pacific Garbage Patch is officieel tweemaal zo groot als Texas

Als dat lukt, kan het apparaat - zogenaamd System 001 - de enorme hoeveelheid door de oceaan gedragen plastic deuken. Maar zodra dat plastic is verzameld, zijn de opties niet goed. Dat is waar een milieu-ethicus zoals ik begint na te denken over waar dit plastic als volgende zal eindigen. De oceaan is beter af zonder, natuurlijk, maar het plastic probleem heeft veel meer lagen dan het voor het eerst lijkt.

De strijd om sorteren

Recycling van plastic is alleen mogelijk als het nauwkeurig kan worden gescheiden in de verschillende chemische soorten. Wat mensen in het algemeen beschrijven met het enkele woord 'plastic' omvat zeven hoofdtypen materialen: de soorten die worden gebruikt voor het maken van frisdrankflessen, vuilniszakken, huishoudfolie, boodschappentassen, yoghurtcontainers, visnetten, schuimisolatie en niet-metalen delen van veel huishoudelijke apparaten. Voor het recycleren van elk van deze typen, die u wellicht kent door hun acroniemen - zoals PETE, LDPE, PVC, PP en HDPE - is een ander chemisch proces vereist.

Dat is de reden waarom veel huishoudelijke recyclingprogramma's bewoners vragen hun plastic te sorteren - en waarom gemeenschappen die mensen allerlei soorten recyclebaar materiaal in één grote prullenbak laten plaatsen, mensen en machines in dienst hebben om het te sorteren nadat het is verzameld.

Sorteren zal niet eenvoudig zijn met het plastic in de oceaan. Alle verschillende soorten plastic worden door elkaar gemengd en een deel ervan is chemisch en fysiek afgebroken door zonlicht en golfslag. Veel ervan bevindt zich nu in minuscule stukjes genaamd microplastics, net onder het oppervlak opgehangen.De eerste moeilijkheid, maar zeker niet de laatste, zal al dat plastic sorteren - plus zeewier, zeepokken en ander zeeleven dat zich mogelijk aan het drijvende puin heeft vastgehecht.

Recycling of Downcycling?

Ocean Cleanup werkt aan de beste manier om het materiaal dat het verzamelt opnieuw te verwerken en te merken, in de hoop dat er een markt zal ontstaan ​​voor zijn unieke product. Zelfs als de ingenieurs en onderzoekers van het bedrijf kunnen achterhalen hoe alles te sorteren, zijn er fysieke beperkingen aan hoe nuttig het verzamelde plastic zal zijn.

De handeling van recycling omvat het vermalen van materialen in zeer kleine stukjes voordat ze worden gesmolten en hervormd. Een onontkoombaar onderdeel van dat proces is dat telkens wanneer plastic wordt gerecycled, de polymeren ervan - de lange chemische sequenties die de structuur ervan verschaffen - korter worden.

Over het algemeen kunnen lichtere en flexibelere soorten plastic alleen worden gerecycled tot dichtere, hardere materialen - tenzij er grote hoeveelheden nieuw nieuw plastic aan het mengsel worden toegevoegd. Na een of twee recyclagecycli worden de mogelijkheden voor hergebruik zeer beperkt. Op dat moment wordt het "downcycled" plastic materiaal gevormd tot textiel, autobumpers of plastic timmerhout, die nergens anders terechtkomen dan op de stortplaats. Het plastic wordt afval.

Kunststofcompostering

Wat als er een manier was om ervoor te zorgen dat plastic op de lange termijn echt recyclebaar was? De meeste bacteriën kunnen plastics niet afbreken omdat de polymeren sterke chemische koolstof-koolstofbindingen bevatten die verschillen van alles wat bacteriën naast zich in de natuur hebben ontwikkeld. Gelukkig lijken bacteriën zich na een aantal decennia in de omgeving te bevinden met door mensen afgedankte kunststoffen te evolueren om deze synthetische grondstof te gebruiken die het moderne leven doordringt.

In 2016 vond een team van biologen en materiaalwetenschappers een bacterie die het specifieke type plastic kan eten dat in drankflessen wordt gebruikt. De bacteriën veranderen PET-plastic in meer basische substanties die opnieuw kunnen worden gemaakt in nieuwe plastics. Na het identificeren van het belangrijkste enzym in het plastic-verteringsproces van de bacterie, ging het onderzoeksteam het enzym bewust opzuigen om het effectiever te maken. Een wetenschapper zei dat het technische werk erin geslaagd is om 'de evolutie in te halen'.

Op dit punt werken de doorbraken alleen in laboratoriumomstandigheden en alleen op een van de zeven soorten kunststoffen. Maar het idee om verder te gaan dan de natuurlijke evolutie is waar de oren van een milieu-filosoof alert blijven.

Synthetische enzymen en bacteriën

Het ontdekken van de plasticetende bacterie en zijn enzym kostte veel kijken, wachten en testen. Evolutie is niet altijd snel. De bevindingen suggereren de mogelijkheid om bijkomende enzymen te ontdekken die met andere kunststoffen werken. Maar ze verhogen ook de mogelijkheid om het heft in eigen hand te nemen en nieuwe enzymen en microben te ontwerpen.

Reeds volledig kunstmatige eiwitten gecodeerd door synthetisch geconstrueerde genen werken als kunstmatige enzymen en katalyseren reacties in cellen. Eén onderzoeker beweert "we kunnen eiwitten ontwikkelen - die normaal gesproken miljarden jaren nodig hadden om te evolueren - binnen enkele maanden." In andere laboratoria zijn synthetische genomen die volledig uit flessen chemicaliën zijn opgebouwd nu in staat bacteriecellen aan te drijven. Geheel synthetische cellen - genomen, metabole processen, functionele cellulaire structuren en alles - worden verondersteld slechts een decennium verwijderd te zijn.

Zie ook: A 7th-Grader bouwde een onderwaterrover om oceanen te redden van microplastics

Dit komende tijdperk van synthetische biologie belooft niet alleen te veranderen wat organismen kunnen doen; het dreigt te veranderen wat organismen eigenlijk zijn. Bacteriën zullen niet langer alleen van nature voorkomende levensvormen zijn; sommigen, zelfs veel ervan, zijn speciaal gebouwde microben die uitdrukkelijk zijn geconstrueerd om functies te bieden die nuttig zijn voor mensen, zoals het composteren van plastic. De grens tussen leven en machine zal vervagen.

De plastics die de oceanen van de wereld vervuilen, moeten worden opgeruimd. Door ze terug naar het land te brengen, zou het zelfs op wereldschaal onmogelijk zijn om afval "weg te gooien" - het gaat gewoon ergens anders voor een tijdje. Maar mensen moeten heel voorzichtig zijn met wat voor soort technologische oplossingen ze gebruiken. Ik kan het niet helpen, maar zie de ironie van het proberen om het zeer reële probleem van te veel synthetische materialen rond de oceanen op te lossen door aan de wereld biljoenen synthetisch geproduceerde eiwitten of bacteriën te introduceren om ze op te ruimen.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation van Christopher J. Preston. Lees hier het originele artikel.