Plastik schwimmt auf und nahe der Meeresoberfläche.

Während Sie dies lesen, sieht ein seltsames Objekt so aus eine 2,000 Fuß lange schwimmende Poolnudel driftet langsam durch den zentralen Nordpazifik. Dieses Objekt soll ein enormes Umweltproblem lösen. Aber dadurch lenkt es die Aufmerksamkeit auf eine Reihe anderer.

Es gibt Schätzungen fünf Billionen Plastikteile schwimmend auf und in den Weltmeeren. Die massive Poolnudel bewegt sich durch die Great Pacific Garbage PatchEs wird von Wind und Strömungen angetrieben und nimmt unterwegs das Plastik auf, auf das es trifft. Ocean Cleanup, die Organisation, die das Gerät entwickelt hat, verspricht „die größte Säuberung der Geschichte"

Ob es funktioniert, das Gerät mit dem langweiligen Namen System 001 könnte der enormen Menge einen Abbruch tun Plastik aus dem Meer. Aber sobald das Plastik eingesammelt ist, stehen die Möglichkeiten nicht mehr gut. Da ist ein Umweltethiker wie ich beginnt darüber nachzudenken, wo dieses Plastik als nächstes landen wird. Ohne Plastik geht es dem Meer natürlich besser, aber das Plastikproblem hat viel mehr Schichten, als es zunächst den Anschein hat.

Der Kampf des Sortierens

Kunststoffrecycling ist nur möglich, wenn er sorgfältig in seine verschiedenen chemischen Typen getrennt werden kann. Was Menschen im Allgemeinen mit dem einzigen Wort „Kunststoff“ beschreiben, umfasst sieben Haupttypen von Materialien – diejenigen, die zur Herstellung von Limonadenflaschen, Müllbeuteln, Frischhaltefolie, Einkaufstüten, Joghurtbehältern, Fischernetzen, Schaumstoffisolierungen und nichtmetallischen Teilen vieler Haushaltsgeräte verwendet werden. Das Recycling jeder dieser Arten, die Sie vielleicht unter ihren Akronymen kennen – wie PETE, LDPE, PVC, PP und HDPE –, erfordert einen anderen chemischen Prozess.

Aus diesem Grund fordern viele Haushaltsrecyclingprogramme die Bewohner auf, ihre Kunststoffe zu sortieren – und warum Gemeinden, in denen Wertstoffe aller Art in einen großen Behälter geworfen werden können, Menschen und Maschinen einsetzen, um die Kunststoffe nach der Sammlung zu sortieren.

Bei dem Plastik im Meer wird das Sortieren nicht einfach sein. All die verschiedenen Arten von Kunststoff sind miteinander vermischt und einige davon wurden durch Sonnenlicht und Welleneinwirkung chemisch und physikalisch zersetzt. Vieles davon wird heute in winzigen Stücken bezeichnet Mikroplastik, knapp unter der Oberfläche schwebend. Die erste, aber keineswegs letzte Schwierigkeit wird darin bestehen, all das Plastik zu sortieren – plus Algen, Seepocken und anderes Meeresleben, das sich möglicherweise an den schwimmenden Trümmern festgesetzt hat.

Recycling oder Downcycling?

Ocean Cleanup arbeitet daran, das gesammelte Material am besten wiederzuverarbeiten und zu kennzeichnen, in der Hoffnung, dass sich ein williger Markt für sein Produkt aus einzigartigen Quellen ergibt. Auch wenn die Ingenieure und Forscher des Unternehmens herausfinden können, wie sie alles sortieren können, gibt es physikalische Grenzen für den Nutzen des gesammelten Plastiks.

Der Akt des Recyclings Dabei werden Materialien in sehr kleine Stücke zermahlen, bevor sie geschmolzen und neu geformt werden. Ein unausweichlicher Teil dieses Prozesses besteht darin, dass jedes Mal, wenn Kunststoff recycelt wird, seine Polymere – die langen chemischen Sequenzen, die seine Struktur bilden – kürzer werden.

Im Allgemeinen können leichtere und flexiblere Kunststoffarten nur zu dichteren, härteren Materialien recycelt werden – es sei denn, der Mischung werden große Mengen neuen Neukunststoffs hinzugefügt. Nach ein oder zwei Recyclingrunden ist die Die Möglichkeiten der Wiederverwendung werden sehr begrenzt. An diesem Punkt wird das „Downcycling“-Kunststoffmaterial zu Textilien, Autostoßstangen oder Kunststoffholz verarbeitet, die nirgendwo anders als auf der Mülldeponie landen. Das Plastik wird zu Müll.

Plastikkompostierung

Was wäre, wenn es eine Möglichkeit gäbe, sicherzustellen, dass Kunststoff langfristig tatsächlich recycelbar wäre? Die meisten Bakterien können Kunststoffe nicht abbauen, da die Polymere starke chemische Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen enthalten anders als alles, was sich neben Bakterien in der Natur entwickelt hat. Glücklicherweise scheinen sich Bakterien, nachdem sie jahrzehntelang in der Umwelt mit von Menschen weggeworfenen Kunststoffen verbracht haben, weiterzuentwickeln, um diesen synthetischen Rohstoff zu nutzen, der das moderne Leben durchdringt.

Im Jahr 2016 fand ein Team aus Biologen und Materialwissenschaftlern ein Bakterium, das das kann Essen Sie die besondere Art von Kunststoff, die in Getränkeflaschen verwendet wird. Die Bakterien wandeln PET-Kunststoff in basischere Substanzen um zu Neukunststoffen verarbeitet. Nachdem das Forschungsteam das Schlüsselenzym im Plastikverdauungsprozess der Bakterien identifiziert hatte, entwickelte es das Enzym gezielt, um es effektiver zu machen. Ein Wissenschaftler sagte, die Ingenieursarbeit habe es geschafft, „die Evolution überholen"

Derzeit funktionieren die Durchbrüche nur unter Laborbedingungen und nur bei einer der sieben Kunststoffarten. Aber die Idee, über die natürliche Evolution hinauszugehen, lässt die Ohren eines Umweltphilosophen aufhorchen.

Synthetische Enzyme und Bakterien

Die Entdeckung des plastikfressenden Bakteriums und seines Enzyms hat viel Zeit gekostet Beobachten, warten und testen. Die Evolution ist nicht immer schnell. Die Ergebnisse legen die Möglichkeit nahe, weitere Enzyme zu entdecken, die mit anderen Kunststoffen arbeiten. Sie eröffnen aber auch die Möglichkeit, die Dinge selbst in die Hand zu nehmen und neue Enzyme und Mikroben zu entwickeln.

Bereits jetzt wirken völlig künstliche Proteine, die durch synthetisch konstruierte Gene kodiert werden, wie künstliche Enzyme und Katalysierende Reaktionen in Zellen. Ein Forscher behauptet: „Wir können Proteine ​​entwickeln – die Entwicklung hätte normalerweise Milliarden von Jahren gedauert – und zwar innerhalb weniger Monate.“ In anderen Labors werden jetzt synthetische Genome hergestellt, die vollständig aus Chemikalienflaschen bestehen in der Lage, Bakterienzellen zu betreiben. Es wird angenommen, dass vollständig synthetische Zellen – Genome, Stoffwechselprozesse, funktionelle Zellstrukturen und alles – einzigartig sind ein Jahrzehnt entfernt.

Die kommende Ära der synthetischen Biologie verspricht nicht nur eine Veränderung der Leistungsfähigkeit von Organismen. Es droht zu verändern, was Organismen tatsächlich sind. Bakterien werden nicht länger nur natürlich vorkommende Lebensformen sein; Einige, sogar viele von ihnen werden speziell gebaute Mikroben sein, die speziell dazu konstruiert sind, nützliche Funktionen für den Menschen zu erfüllen, wie zum Beispiel die Kompostierung von Plastik. Der Die Grenze zwischen Leben und Maschine wird verschwimmen.

Der Plastikmüll, der die Weltmeere verschmutzt, muss beseitigt werden. Sie zurück an Land zu bringen, würde die Tatsache verstärken, dass es selbst im globalen Maßstab unmöglich ist, Müll „wegzuwerfen“ – er landet einfach eine Zeit lang woanders. Aber die Menschen sollten sehr vorsichtig sein, welche technischen Lösungen sie einsetzen. Ich kann nicht umhin, die Ironie darin zu erkennen, dass man versucht, das sehr reale Problem zu lösen, dass zu viele synthetische Materialien die Ozeane verschmutzen, indem man der Welt Billionen synthetisch hergestellter Proteine ​​oder Bakterien zu ihrer Reinigung einbringt.

Über den Autor

Christopher J. Preston, Professor für Philosophie, Die Universität von Montana

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