Человечество производит около 300 млн тонн полимерных отходов в
год, к 2050 году их суммарный объем на планете достигнет 26 млрд
тонн. Однако лишь малая часть отходов доходит до переработки: в США
примерно 9% пластмасс, в Европе от 15 до 30%. При этом переработка
мусора не решает глобальные проблемы в долгосрочной перспективе:
современные методы ресайклинга предполагают снижение качества
полимерного сырья. Но в последние десятилетия появляются новые
подходы к утилизации мусора.Мусорное электричество?Современные,
традиционные источники энергии разрабатывались веками. Они в
состоянии генерировать киловатты, мегаватты, гигаватты энергии,
которые мы в настоящее время тратим. Перспективной альтернативой
может быть микробно-топливный элемент (МТЭ). Но пока эта технология
находится на противоположном полюсе: она дает микроватты и
миливатты.Так что мы на той стадии развития, когда одной из наших
задач является увеличение масштаба технологии, микро- и милливатты
могут стать киловаттами и почему бы и нет? мегаваттами. Это одно из
основных их отличий от нынешних источников энергии. Уникальной их
чертой является то, что, поскольку они опираются на метаболизм
бактерий, это единственная технология, которая может получать
электричество прямо от переработки мусора, который мы выбрасываем в
мусорное ведро или спускаем в сточную трубу, говорит профессор
Университета Бристоля Иоаннис Иеропулос.О работе нового способа
получения энергии, основанного на метаболизме бактерийУтилизация
мусора часть умного городаПоскольку электронные технологии все
глубже проникают в нашу жизнь (и образуют постоянно работающую
сеть, как в случае с интернетом вещеи), каждыи человек производит
ошеломляющее количество данных, которые объединяются в одно целое с
данными всего остального человечества. Примером такой технологии
может являться проект Senseable City Lab Отслеживание мусора,
которыи обращался к сценарию повсеместного трекинга. Исследователи
разработали геолокационные метки и с помощью жителеи Сиэтла
присоединили их к тысячам единиц обычного мусора, по сути создав
интернет мусора, чтобы отследить цепочку утилизации отходов на
территории Соединенных Штатов. На протяжении последующих месяцев с
помощью меток удалось обнаружить удивительную сеть, о которои никто
раньше не догадывался.В будущем, с ускорением распространения
технологии в городском пространстве, можно будет получить
беспрецедентное понимание функционирования таких систем, как
динамика управления мусором, а также создать данные, которые можно
будет использовать для оптимизации всеи системы, даже в реальном
времени, пишут архитектор Карло Ратти и урбанист Мэтью Клодел в
книге Город завтрашнего дня: сенсоры, сети, хакеры и будущее
городскои жизни.Отрывок из книги Карло Ратти и Мэтью Клодела,
посвященный большим данным, утилизации мусора и виртуальному образу
городского пространстваТвердые бытовые отходы бомба замедленного
действияТвердые бытовые отходы это кухонные и пищевые остатки,
бумага, пластиковые пакеты, пластмассовые упаковки, стекло,
металлические изделия, старая одежда, обувь и так далее. Каждый
городской житель ежедневно производит не менее килограмма таких
отходов.Захоронения для них (полигоны, свалки) являются
экологическими бомбами замедленного действия локального и
глобального масштаба. В них под действием микроорганизмов
происходит разложение помещенных туда органических веществ. В
бескислородных условиях эти вещества разлагаются с образованием
газообразных продуктов, из которых основные диоксид углерода и
метан. Хотя первые 3050 лет процесс образования метана идет очень
интенсивно, при таком способе утилизации мусора разлагается не
более 40% захороненной там органики.Продукты разложения
органических и неорганических отходов, в свою очередь, содержат
токсические соединения и тяжелые металлы. Вымываясь из свалочного
тела, они загрязняют почвы, грунты, грунтовые и поверхностные
воды.О переработке органических отходовФизическая vs. химическая
переработкаСейчас большинство полимеров перерабатывается
механически: пластиковый мусор сортируют и очищают, а затем
измельчают и гранулируют. Из получившихся гранул изготавливают
новые пластмассовые изделия: пленку, бутылки, контейнеры. Однако у
механической переработки есть ряд серьезных ограничений: она
работает не на всех видах пластика, не подразумевает ресайклинг
изделий, состоящих из нескольких материалов, а полученный в
результате механической переработки пластик нельзя использовать для
производства изделий пищевого назначения.Если механическая
переработка это физический процесс, то в основе химического
ресайклинга лежат реакции, разрушающие химические связи внутри
полимерной макромолекулы. При такой переработке происходит
деполимеризация (расщепление) полимеров до мономеров или
олигомеров1 и других химических веществ.Подробнее о достоинствах и
недостатках физической и химической переработокУспех ресайклинга в
исследовании микроорганизмовЧасто то, что для нас смертельно, для
микроорганизмов не представляет никакой опасности. Помимо органики,
микроорганизмы способны использовать даже тяжелые металлы,
десорбировать и трансформировать их. Есть даже удивительный
микроорганизм, который выдерживает гигантские дозы радиации и
способен нормально жить в непосредственной близости от ядерного
реактора.Микроорганизмы быстро учатся использовать окружающие
субстраты для своей жизнедеятельности. И скорее всего, научатся
перерабатывать и полиэтилен, и трудноразлагаемые пластики, и те
соединения, которые кажутся невозможными для использования
сейчас.Сегодня во многих лабораториях мира и, в частности, в нашем
центре ведутся исследования по поиску и исследованию организмов,
участвующих в переработке органического вещества свалок. Итогом
будут новые и усовершенствованные известные технологии переработки
твердых бытовых отходов, и наша планета будет чище, говорит доктор
биологических наук Николай Пименов.Микробиолог Николай Пименов о
микробиологических способах очистки сточных вод и актуальных
задачах на стыке науки и технологии
