5 фактів про сміття

Про «сміттєву» електроенергію, хімічний ресайклінг та екологічні загрози, які несуть побутові відходи.

Людство виробляє близько 300 млн тонн полімерних відходів на рік, до 2050 їх сумарний обсяг на планеті досягне 26 млрд тонн. Однак лише мала частина відходів проходить переробку: у США — приблизно 9% пластмас, у Європі — від 15 до 30%. При цьому переробка сміття не вирішує глобальних проблем у довгостроковій перспективі: сучасні методи ресайклінгу припускають зниження якості полімерної сировини. Але останні десятиліття з'являються нові підходи до утилізації сміття.

«Сміттєва» електрика?

Сучасні традиційні джерела енергії розроблялися століттями. Вони можуть генерувати кіловати, мегавати, гігавати енергії, які ми в даний час витрачаємо. Перспективною альтернативою може бути мікробно-паливний елемент (МПЕ). Але поки що ця технологія знаходиться на протилежному полюсі: вона дає мікровати та мілівати.

«Так що ми на тій стадії розвитку, коли одним із наших завдань є збільшення масштабу технології, мікро- та мілівати можуть стати кіловатами і, чому б і ні? - мегаватами. Це одна з основних відмінностей від нинішніх джерел енергії. Унікальною їх рисою є те, що оскільки вони спираються на метаболізм бактерій, це єдина технологія, яка може отримувати електрику прямо від переробки сміття, яке ми викидаємо у відро для сміття або спускаємо в стічні труби», — каже професор Університету Брістоля Іоанніс Ієропулос.

Утилізація сміття – частина розумного міста

Оскільки електронні технології все глибше проникають у наше життя (і утворюють мережу, що постійно працює, як у випадку з інтернетом речей), кожна людина виробляє приголомшливу кількість даних, які об'єднуються в одне ціле з даними всієї решти людства. Прикладом такої технології може бути проект Senseable City Lab «Відстеження сміття», який звертався до сценарію повсюдного трекінгу. Дослідники розробили геолокаційні мітки і за допомогою жителів Сіетлу приєднали їх до тисяч одиниць звичайного сміття, створивши по суті «інтернет сміття», щоб відстежити ланцюжок утилізації відходів на території Сполучених Штатів. Протягом наступних місяців за допомогою міток вдалося виявити дивовижну мережу, про яку ніхто раніше не здогадувався.

"У майбутньому, з прискоренням поширення технологій у міському просторі, можна буде отримати безпрецедентне розуміння функціонування таких систем, як динаміка управління сміттям, а також створити дані, які можна буде використовувати для оптимізації всієї системи, навіть у реальному часі", - пишуть архітектор Карло Ратті та урбаніст Метью Клодел у книзі «Місто завтрашнього дня: сенсори, мережі, хакери та майбутнє міського життя».

Тверді побутові відходи - бомба сповільненої дії

Тверді побутові відходи – це кухонні та харчові залишки, папір, пластикові пакети, пластмасові упаковки, скло, металеві вироби, старий одяг, взуття тощо. Кожен міський житель щодня виробляє щонайменше кілограм таких відходів.

«Поховання» для них (полігони, сміттєзвалища) є екологічними бомбами сповільненої дії локального та глобального масштабу. У них під впливом мікроорганізмів відбувається розкладання поміщених туди органічних речовин. У безкисневих умовах ці речовини розкладаються з утворенням газоподібних продуктів, з яких основні це діоксид вуглецю і метан. Хоча перші 30-50 років процес утворення метану йде дуже інтенсивно, за такого способу утилізації сміття розкладається не більше 40% похованої у ньому органіки.

Продукти розкладання органічних та неорганічних відходів, у свою чергу, містять токсичні сполуки та важкі метали. Вимиваючись зі звалищного тіла, вони забруднюють ґрунти, ґрунтові та поверхневі води.

Фізична vs. хімічна переробка

Зараз більшість полімерів переробляється механічно: пластикове сміття сортують та очищають, а потім подрібнюють та гранулюють. З гранул виготовляють нові пластмасові вироби: плівку, пляшки, контейнери. Однак у механічної переробки є низка серйозних обмежень: вона працює не на всіх видах пластику, не має на увазі ресайклінг виробів, що складаються з декількох матеріалів, а отриманий в результаті механічної переробки пластик не можна використовувати для виробів харчового призначення.

Якщо механічна переробка - це фізичний процес, то в основі хімічного ресайклінгу лежать реакції, що руйнують хімічні зв'язки всередині полімерної макромолекули. За такої переробки відбувається деполімеризація (розщеплення) полімерів до мономерів або олігомерів та інших хімічних речовин.

Успіх ресайклінгу – у дослідженні мікроорганізмів

Часто те, що для нас смертельно, для мікроорганізмів не становить жодної небезпеки. Крім органіки, мікроорганізми здатні використовувати навіть важкі метали, десорбувати та трансформувати їх. Є навіть дивовижний мікроорганізм, який витримує гігантські дози радіації та здатний нормально жити у безпосередній близькості від ядерного реактора.

Мікроорганізми швидко навчаються використовувати навколишні субстрати для своєї життєдіяльності. І швидше за все, навчаться переробляти і поліетилен, і пластики, що важко розкладаються, і ті сполуки, які здаються неможливими для використання зараз.

Сьогодні у багатьох лабораторіях світу ведуться дослідження з пошуку та дослідження організмів, які беруть участь у переробці органічної речовини звалищ. Результатом будуть нові та вдосконалені вже відомі технології переробки твердих побутових відходів, і наша планета стане чистішою.