Plastový odpad zanáší řeky i oceány a způsobuje dlouhodobé škody na životním prostředí. A ačkoliv je většina námi používaných plastů recyklovatelná, mnoho separačních procesů funguje pouze na jeden jejich typ. Lidský odpad je přitom tvořen složitou směsí různých druhů, jejichž recyklace může být složitá a nákladná. Řada současných procesů navíc vytváří produkty výrazně horší kvality, které samy o sobě recyklovat nejdou. I kvůli tomu je zatím nemožné dosáhnout u plastů oběhového hospodářství.
Vědci v čele s Kevinem P. Sullivanem z americké National Renewable Energy Laboratory ale nyní přišli s novým přístupem kombinujícím biologické a chemické procesy, který by mohl celý postup značně zjednodušit. Inkriminovaný způsob nejprve využívá chemické reakce k rozkladu smíšeného plastového odpadu na jednodušší chemické sloučeniny. Ty následně geneticky modifikované bakterie přemění na hodnotný konečný produkt.
Výsledné látky pomůžou lékařům
Novou hybridní techniku nedávno představil časopis Science. Vědci při ní vycházeli z předchozího výzkumu svých kolegů, jenž ukázal, že směs různých druhů plastů by mohla být rozložena a přeměněna na řadu užitečných chemikálií, a to s pomocí oxidace využívající katalyzátor. Problém byl v tom, že výsledný sortiment látek vyžadoval složité separační procesy k jejich izolaci a čištění, což činilo tento přístup v reálných podmínkách nepraktickým.
,Oxygenáty‘ vyrobené zmíněným procesem mají ovšem jednu velkou výhodu – jsou daleko snáze rozpustitelné ve vodě než produkty většiny chemických recyklačních postupů. Díky tomu je tedy mnohem jednodušší, aby byly vstřebány živými organismy. Výzkumníci toho využili a geneticky upravili druh půdních bakterií, a to právě tak, aby tuto směs chemikálií dokázaly absorbovat. V procesu známém jako ,biologický trychtýř‘ je následně použili k výrobě cenných chemických látek.
Ve svých experimentech vytvořil vědecký tým dva různé kmeny bakterií. První je schopný produkovat b-ketoadipát, což je prekurzor (sloučenina účastnící se chemické reakce, při níž vzniká jiná sloučenina) pro různé polymery. Druhý kmen pak vytváří polyhydroxyalkanoáty, tedy bioplasty, které mají celou řadu lékařských využití.
Nové bakterie zpracují jiné plasty
Při počátečních testech výzkumníci zjistili, že první oxidace dokáže přeměnit směs polystyrenu, polyethylenu a PET na kyselinu benzoovou a tereftalovou, a to s účinností 60 procent. U dikarboxylových kyselin byla účinnost kolem 20 procent, přičemž oba procesy trvaly zhruba 5,5 hodiny. Po tomto kroku získanými kovovými katalyzátory vědci nakrmili své speciálně vyvinuté bakterie. Ty některé chemikálie zkonzumovaly a použily k vlastnímu růstu, zatímco zbytek přeměnily na požadovaný konečný produkt. Celkově dokázaly plastovou směs přeměnit na b-ketoadipát s účinností 57 procent.
Nově navržený přístup je zatím pouhým prototypem, existují už ale slibné nápady na jeho rozšíření, například pro použití na polypropylen a polyvinylchlorid. Výzkumníci také plánují do procesu zapojit takzvané kontinuální reaktorové systémy. Ty by mohly pomoci zlepšit dodávku kyslíku a průběžně odstraňovat konečné produkty, aby nedocházelo k jejich degradaci. Nejdůležitější ale je, že v budoucnu by mělo být možné vytvořit další bakteriální kmeny pro výrobu různých konečných produktů.
I když je ještě třeba provést důkladnou ekonomickou analýzu daného přístupu, může být nový druh hybridního procesu recyklace značným příslibem pro řešení komplikované směsi plastů, které každý den vyhazujeme, směrem do budoucna. Řečeno jinak, skutečně efektivní zpracování plastového odpadu již nemusí být daleko.
ČLÁNKY DO MAILU