Hvorfor verdens plastproblem er vanskeligere å løse enn en massiv opprydding

Når du leser dette, kjører en merkelig gjenstand som ser ut som en 2.000-fots flytende bassengnudel langsomt gjennom det sentrale nordlige Stillehavet. Dette objektet er designet for å løse et enormt miljøproblem. Men i det gjør det oppmerksomhet til en rekke andre.

Det er anslagsvis 5 billioner stykker plast flytende på og i verdens hav. Den massive bassenget nudelen vil bevege seg gjennom Great Pacific Garbage Patch, drevet av vinden og strømmen og plukke opp plasten den møter underveis. Ocean Cleanup, organisasjonen som utviklet enheten, lover "den største opprydningen i historien."

Se også: The Great Pacific Garbage Patch er offisielt to ganger størrelsen på Texas

Hvis det virker, kan enheten - bløtkalt navnet System 001 - gjøre en buk i den enorme mengden av havbåret plast. Men når plast er samlet, er alternativene ikke gode. Det er der en miljøetikist som meg begynner å tenke på hvor denne plasten vil ende opp neste. Havet er bedre uten det selvfølgelig, men plastproblemet har mange flere lag enn det som først vises.

Kampen om sortering

Gjenvinning av plast er bare mulig hvis den kan omhyggelig skilles inn i sine forskjellige kjemiske typer. Det som folk generelt beskriver med det enkle ordet "plast" omfatter syv hovedtyper av materialer - de som brukes til å lage brusflasker, søppelsekker, cling wrap, handbags, yoghurtbeholdere, fiskenett, skumisolering og ikke-metalliske deler av mange husholdningsapparater. Gjenvinning av hver av disse typene, som du kanskje vet ved deres akronymer - som PETE, LDPE, PVC, PP og HDPE - krever en annen kjemisk prosess.

Det er derfor mange husholdningsgenvinningsprogrammer ber beboere å sortere plasten deres - og hvorfor samfunn som lar folk sette resirkulerbare av alle typer inn i en stor kasse, bruker mennesker og maskiner til å sortere den etter at den er samlet.

Sortering vil ikke være lett med plast i havet. Alle de forskjellige typer plast er blandet sammen, og noe av det har blitt kjemisk og fysisk brutt ned av sollys og bølgehandling. Mye av det er nå i små stykker kalt mikroplastikk, suspendert like under overflaten.Den første vanskeligheten, men ikke den siste, vil sortere alt det plast - pluss tang, søyler og annet sjøliv som kan ha festet seg til flytende rusk.

Gjenvinning eller nedbryting?

Ocean Cleanup jobber med å oppdatere, og merke, materialet som samles inn, og håper at et villig marked vil dukke opp for sitt unike produkt. Selv om selskapets ingeniører og forskere kan finne ut hvordan man kan sortere alt, er det fysiske begrensninger på hvor nyttig den innsamlede plasten vil være.

Handlingen med gjenvinning innebærer sliping av materialer i meget små biter før smelting og reformering av dem. En uunngåelig del av prosessen er at hver gang plast blir resirkulert, blir polymerene - de lange kjemiske sekvensene som gir strukturen - blitt kortere.

Vanligvis kan lettere og mer fleksible plasttyper bare resirkuleres til tettere, hardere materialer - med mindre store mengder ny jomfru plast blir tilsatt til blandingen. Etter en eller to resirkuleringsrunder blir mulighetene for gjenbruk svært begrenset. På det tidspunktet blir det "nede" plastmaterialet dannet i tekstiler, bilbumpere eller plasttømmer, hvorav ingen ender opp noe annet enn deponi. Plastet blir søppel.

Plastkompostering

Hva om det var en måte å sikre at plast var genuint resirkulerbart på lang sikt? De fleste bakterier kan ikke nedbryte plast fordi polymerene inneholder sterke karbon-til-karbon-kjemiske bindinger som er forskjellige fra noe bakterier utviklet sammen med naturen. Heldigvis, etter å ha vært i miljøet med menneskeskapte plast i flere årtier, synes bakterier å utvikle seg for å bruke dette syntetiske råmaterialet som gjennomsyrer det moderne liv.

I 2016 fant et team av biologer og materialforskere en bakterie som kan spise den spesielle typen plast som brukes i drikkeflasker. Bakteriene vender PET-plast inn i flere grunnleggende stoffer som kan omdannes til jomfruplast. Etter å ha identifisert nøkkelenzymet i bakteriens plastfordøyelsesprosess, fortsatte forskerholdet med å utvikle enzymet med vilje til å gjøre det mer effektivt. En lærde sa at ingeniørarbeidet har klart å "overvinne evolusjonen."

På dette punktet går gjennombruddene bare i laboratorieforhold og bare på en av de syv plasttyper. Men ideen om å gå utover naturlig evolusjon er hvor ørene til en miljøfilosof går på vakt.

Syntetiske enzymer og bakterier

Å oppdage den plastikende bakterien og dens enzym tok mye å se, vente og teste. Evolusjon er ikke alltid rask. Funnene tyder på muligheten for å oppdage flere enzymer som fungerer sammen med andre plastmaterialer. Men de øker også muligheten til å ta saker i egne hender og designe nye enzymer og mikrober.

Allerede, kunstige proteiner kodet av syntetisk konstruerte gener, virker som kunstige enzymer og katalyserer reaksjoner i celler. En forsker hevder at "vi kan utvikle proteiner - det ville normalt ha tatt milliarder år å utvikle seg - om noen måneder." I andre laboratorier er syntetiske genomene helt bygget ut av flasker med kjemikalier nå i stand til å kjøre bakterieceller. Helt syntetiske celler - genomer, metabolske prosesser, funksjonelle cellulære strukturer og alle - antas å være bare et tiår unna.

Se også: En 7-grader bygget en undervannsrover for å redde hav fra mikroplastikk

Denne kommende epoken med syntetisk biologi lover ikke bare å endre hva organismer kan gjøre; det truer med å endre hva organismer faktisk er. Bakterier vil ikke lenger bare være naturlig forekommende livsformer; Noen, selv mange, av dem vil være spesialbyggede mikrober konstruert eksplisitt for å gi funksjoner som er nyttige for mennesker, for eksempel komposteringsplast. Grensen mellom liv og maskin vil bli uskarpt.

Plast som forurenser verdenshavene må ryddes opp. Å bringe dem tilbake til land vil styrke det faktum at selv på global skala er det umulig å kaste søppel "bort" - det går bare et annet sted for en tid. Men folk bør være veldig forsiktig med hva slags teknologiske løsninger de bruker. Jeg kan ikke hjelpe, men se ironien om å prøve å løse det veldig virkelige problemet med for mange syntetiske materialer som kaster havene ved å introdusere til verdens trillioner av syntetisk produserte proteiner eller bakterier for å rydde dem opp.

Denne artikkelen ble opprinnelig publisert på The Conversation av Christopher J. Preston. Les den opprinnelige artikkelen her.