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当你读到这篇文章时,一个看起来像一个2000英尺的浮池面条的奇怪物体正在缓慢地穿过中北太平洋。该目的旨在解决巨大的环境问题。但在这样做时,它会引起人们的注意。
估计有5万亿件塑料漂浮在世界海洋上。巨大的池面将穿过大太平洋垃圾补丁,在风和水流的驱动下,拾起沿途遇到的塑料。开发该设备的组织Ocean Cleanup承诺“历史上最大的清理工作”。
另见:大太平洋垃圾补丁正式是德克萨斯州的两倍
如果它起作用,该设备 - 温和地命名为系统001 - 可以削弱大量的海洋塑料。但是一旦收集到塑料,选择就不好了。这就是像我这样的环境伦理学家开始思考这种塑料接下来会在哪里结束的地方。当然,如果没有它,海洋会变得更好,但塑料问题的层数比最初出现的要多得多。
排序的斗争
回收塑料只有在可以精心分离成各种化学类型的情况下才有可能。人们通常用单词“塑料”描述的内容包括七种主要类型的材料 - 用于制作汽水瓶,垃圾袋,保鲜膜,购物袋,酸奶容器,渔网,泡沫保温材料和非金属部件的材料。很多家用电器。回收这些类型,您可能知道它们的首字母缩略词 - 如PETE,LDPE,PVC,PP和HDPE - 需要不同的化学过程。
这就是为什么许多家庭回收计划要求居民对他们的塑料进行分类 - 以及为什么让人们将所有类型的可回收物品放入一个大垃圾箱的社区雇用人员和机器在收集后对其进行分类。
使用海洋中的塑料进行分类并不容易。所有不同种类的塑料都混合在一起,其中一些已经被阳光和波浪作用在化学和物理上分解。现在大部分都是微小的碎片,称为微塑料,悬浮在表面下方。第一个困难,但绝不是最后一个,将整理所有塑料 - 加上海藻,藤壶和其他可能附着在浮动碎片上的海洋生物。
回收还是回收?
Ocean Cleanup正致力于如何最好地对其收集的材料进行再加工和品牌化,希望能够为其独特的采购产品带来一个自愿的市场。即使该公司的工程师和研究人员能够弄清楚如何对其进行分类,但所收集的塑料的有用性仍存在物理限制。
回收行为涉及在熔化和重整之前将材料研磨成非常小的碎片。这个过程中不可避免的一部分是每次塑料回收时,其聚合物 - 提供其结构的长化学序列 - 变得更短。
一般来说,更轻,更灵活的塑料类型只能再循环到更密集,更硬的材料中 - 除非在混合物中加入大量新的原始塑料。经过一轮或两轮回收后,再利用的可能性变得非常有限。在这一点上,“降低回收”的塑料材料形成纺织品,汽车保险杠或塑料木材,除了垃圾填埋场之外,其中任何一种都不会到达其他任何地方。塑料变成了垃圾。
塑料堆肥
如果有办法确保塑料在长期内真正可回收利用怎么办?大多数细菌不能降解塑料,因为聚合物含有强烈的碳 - 碳化学键,不同于自然界中产生的任何细菌。幸运的是,在人类废弃塑料环境中存在了数十年之后,细菌似乎正在不断发展,使用这种遍布现代生活的合成原料。
2016年,一个由生物学家和材料科学家组成的团队发现了一种可以食用饮料瓶中使用的特定塑料的细菌。细菌将PET塑料变成更基本的物质,可以重新塑造成原始塑料。在确定细菌塑料消化过程中的关键酶后,研究小组继续刻意设计酶以使其更有效。一位学者表示,工程工作已经成功“超越了进化”。
在这一点上,突破只在实验室条件下工作,只在七种塑料中的一种上起作用。但超越自然进化的想法是环境哲学家的耳朵保持警惕的地方。
合成酶和细菌
发现食用塑料的细菌及其酶需要大量的观察,等待和测试。进化并不总是很快。研究结果表明,有可能发现与其他塑料一起使用的其他酶。但它们也提高了将事情掌握在自己手中并设计新酶和微生物的可能性。
已经完全由合成构建的基因编码的人工蛋白质就像人工酶一样,催化细胞内的反应。一位研究人员声称“我们可以在几个月内开发出通常需要数十亿年才能进化的蛋白质。”在其他实验室中,完全由化学药瓶制成的合成基因组现在能够运行细菌细胞。完全合成的细胞 - 基因组,代谢过程,功能细胞结构,以及所有 - 被认为只有十年之遥。
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即将到来的合成生物学时代不仅有望改变生物体的作用;它有可能改变实际上有机体。细菌不再仅仅是自然生命形式;它们中的一些甚至许多将是专门构建的微生物,以提供对人类有用的功能,例如堆肥塑料。生活和机器之间的界限将变得模糊。
污染世界海洋的塑料需要清理干净。将它们带回陆地会强化这样一个事实,即即使在全球范围内,也不可能将垃圾“扔掉” - 它只会在其他地方停留一段时间。但是人们应该非常小心他们采用什么样的技术修复。我不禁看到讽刺的是,通过向世界介绍数以万亿计的合成蛋白质或细菌来清理它们,试图解决太多合成材料乱扔海洋的真正问题。
本文最初发表于Christopher J. Preston的The Conversation。阅读原文。