Hvorfor verdens plastproblem er sværere at løse end en massiv oprydning

Som du læser dette, kører en mærkelig genstand, der ligner en 2.000 fods flydende poolnudel, langsomt gennem det centrale nordlige Stillehav. Dette objekt er designet til at løse et enormt miljøproblem. Men ved at gøre det opmærksom på en række andre.

Der er anslået 5 billioner stykker plast flydende på og i verdens oceaner. Den massive pool nudel vil bevæge sig gennem Great Pacific Garbage Patch, drevet af vinden og strømmen og pluk op den plastik, den møder på vej. Ocean Cleanup, organisationen, der udviklede enheden, lover "den største oprydning i historien."

Se også: The Great Pacific Garbage Patch er officielt to gange størrelsen på Texas

Hvis det virker, kunne enheden - blødt kaldet System 001 - gøre en bule i den enorme mængde af havbårne plastik. Men når plastik er samlet, er mulighederne ikke gode. Det er her en miljøetikist som jeg begynder at tænke på, hvor denne plastik vil ende op næste gang. Havet er bedre uden det selvfølgelig, men plastikproblemet har mange flere lag, end det først vises.

Kampen om sortering

Genbrug af plast er kun mulig, hvis den kan omhyggeligt adskilles i sine forskellige kemiske typer. Hvad folk generelt beskriver med det enkelte ord "plastik" omfatter syv hovedtyper af materialer - dem der bruges til at lave sodavand, papirkurv, klæbebånd, indkøbsposer, yoghurtbeholdere, fiskenet, skumisolering og ikke-metaldele af mange husholdningsapparater. Genbrug af hver af disse typer, som du måske ved ved deres akronymer - såsom PETE, LDPE, PVC, PP og HDPE - kræver en anden kemisk proces.

Derfor spørger mange husholdningsgenbrugsprogrammer, at beboere sorterer deres plast - og hvorfor samfund, der lader folk sætte genbrugsmaterialer af alle typer ind i en stor bakke, anvender folk og maskiner til at sortere det efter samlingen.

Sortering vil ikke være let med plastik i havet. Alle de forskellige former for plast er blandet sammen, og nogle af dem er blevet kemisk og fysisk nedbrudt af sollys og bølgeaktioner. Meget af det er nu i små stykker kaldet mikroplastik, suspenderet lige under overfladen.Den første vanskelighed, men slet ikke den sidste, vil sortere alt det plastik - plus tang, søyler og andet haveliv, der kan have knyttet sig til flydende snavs.

Genbrug eller nedbrud?

Ocean Cleanup arbejder på, hvordan man bedst kan oparbejde, og mærke, det materiale, det samler, og håber, at et villigt marked vil fremstå for sit unikke produkt. Selvom virksomhedens ingeniører og forskere kan finde ud af, hvordan man kan sortere alt, er der fysiske begrænsninger for, hvor nyttig den indsamlede plastik vil være.

Handlingen med genanvendelse indebærer slibning af materialer i meget små stykker inden smeltning og reformering af dem. En uundgåelig del af denne proces er, at hver gang plastik genbruges, bliver dets polymerer - de lange kemiske sekvenser, der giver sin struktur - blevet kortere.

I almindelighed kan lettere og mere fleksible plasttyper kun genbruges til tættere, hårdere materialer - medmindre der tilsættes store mængder ny jomfruplast til blandingen. Efter en eller to runder genanvendelse bliver mulighederne for genanvendelse meget begrænsede. På det tidspunkt er det "nedrykkede" plastmateriale dannet i tekstiler, bilbumpere eller plasttømmer, hvoraf ingen ender med andre steder end lossepladsen. Plastiket bliver affald.

Plastkompostering

Hvad hvis der var en måde at sikre, at plastik var genanvendeligt på lang sigt? De fleste bakterier kan ikke nedbryde plast, fordi polymererne indeholder stærke carbon-til-carbon-kemiske bindinger, der adskiller sig fra noget som bakterier udvikles sammen med i naturen. Heldigvis synes bakterier at have udviklet sig til at bruge dette syntetiske råmateriale, der gennemsyrer det moderne liv, efter at have været i miljøet med menneskeskabt plast i flere årtier.

I 2016 fandt et hold biologer og materialevidenskabere en bakterie, der kan spise den særlige type plast, der anvendes i drikkeflasker. Bakterierne gør PET-plast til mere basale stoffer, der kan omdannes til jomfruplast. Efter at have identificeret nøgleenzymet i bakteriens plastfordøjelsesproces, fortsatte forskergruppen med at konstruere enzymet med vilje til at gøre det mere effektivt. En videnskabsmand sagde, at ingeniørarbejdet har formået at "overvinde evolutionen."

På dette tidspunkt arbejder gennembrudene kun under laboratoriebetingelser og kun på en af ​​de syv typer af plast. Men ideen om at gå ud over den naturlige udvikling er, hvor en miljøfilosofes ører bliver opmærksomme.

Syntetiske enzymer og bakterier

At opdage den plastisk spise bakterie og sit enzym tog meget af at se, vente og teste. Evolution er ikke altid hurtig. Resultaterne tyder på muligheden for at opdage yderligere enzymer, der arbejder sammen med andre plastmaterialer. Men de øger også muligheden for at tage sager i egne hænder og designe nye enzymer og mikrober.

Allerede virker helt kunstige proteiner kodet af syntetisk konstruerede gener som kunstige enzymer og katalyserer reaktioner i celler. En forsker hævder, at "vi kan udvikle proteiner - det ville normalt have taget milliarder år at udvikle sig - i løbet af få måneder." I andre laboratorier kan syntetiske genomer, der helt er bygget ud af flasker af kemikalier, nu kunne køre bakterielle celler. Helt syntetiske celler - genomer, metaboliske processer, funktionelle cellulære strukturer og alle - menes at være kun et årti væk.

Se også: En 7-grader bygget en undervandsrover for at redde oceaner fra mikroplastik

Denne kommende epoke af syntetisk biologi lover ikke kun at ændre, hvad organismer kan gøre; det truer med at ændre hvilke organismer der faktisk er. Bakterier vil ikke længere bare være naturligt forekommende livsformer; nogle af dem vil endda være specialbyggede mikrober konstrueret udtrykkeligt for at give funktioner, der er nyttige for mennesker, såsom komposteringsplastik. Grænsen mellem liv og maskine vil sløre.

Den plast, der forurener verdens oceaner, skal ryddes op. At bringe dem tilbage til land ville forstærke det faktum, at selv på globalt plan er det umuligt at kaste skraldespanden væk - det går bare et andet sted for en tid. Men folk skal være meget forsigtige med, hvad slags teknologiske løsninger de anvender. Jeg kan ikke lade være med at se ironien for at forsøge at løse det meget reelle problem med for mange syntetiske materialer, der strækker oceanerne ved at introducere verdens trillioner syntetisk producerede proteiner eller bakterier for at rydde dem op.

Denne artikel blev oprindeligt udgivet på The Conversation af Christopher J. Preston. Læs den oprindelige artikel her.