هل يمكن تحويل النفايات البلاستيكية إلى غذاء للبشر؟

إيف هنا. أعلم أن هذه الفكرة قد تبدو سليمة إلى حد ما، لكنني أظن أن معظم الناس يفضلون تناول الحشرات بدلاً من تناول الطعام المصنوع من البكتيريا التي تأكل البلاستيك. وإذا لم يكن هناك شيء آخر، فقد استغرق الأمر عقودًا من الزمن لاكتشاف الأطعمة فائقة المعالجة مثل شراب الذرة عالي الفركتوز. سيئة بالنسبة لك. يبدو بديهيًا أن أي طعام مشتق من البكتيريا بعيد جدًا عما تطور البشر ليستهلكوه، لا سيما من حيث التنوع والافتقار شبه المؤكد للمغذيات الدقيقة، بحيث يصعب اعتبارها فكرة جيدة. وبالتالي يمكن للمرء أن يتخيل أيضًا أن الأثرياء والواعيين بالصحة سيرفضون هذا باعتباره “طعامًا”.

لكن الاحتمالات تبدو كبيرة بأن أي “بكتيريا تأكل البلاستيك” مصدر للسعرات الحرارية سيتم إطعامها للحيوانات بدلاً من ذلك… الأمر الذي سيؤدي إلى مزيد من التشعب إلى “العشب الذي يتغذى على العشب” أو “المراعي الحرة” أو غيرها من الحيوانات المسمنة التي لا تحتوي على أطعمة فرانكن (أو منتجات الألبان). ) منتج لأولئك الذين يستطيعون تحمل تكاليفه، بالإضافة إلى مجموعة متنوعة أخرى من أغذية المصانع للجميع. القصة تعترف بهذا بشكل فعال. ويكون الاستخدام المتوخى على أساس طارئ وقصير الأجل للغاية.

تشير المقالة أيضًا إلى استخدام المفاعلات و”الحرارة العالية” لمعالجة المواد البلاستيكية. ما هي تكلفة الطاقة؟

بقلم سارة تالبوس، محررة مساهمة في Undark. نشرت أصلا في أوندرك

في عام 2019، أصدرت وكالة تابعة لوزارة الدفاع الأمريكية دعوة لمشاريع بحثية لمساعدة الجيش على التعامل مع الكمية الغزيرة من النفايات البلاستيكية الناتجة عند إرسال القوات للعمل في المواقع النائية أو مناطق الكوارث. أرادت الوكالة نظامًا يمكنه تحويل أغلفة المواد الغذائية وزجاجات المياه، من بين أشياء أخرى، إلى منتجات قابلة للاستخدام، مثل الوقود وحصص الإعاشة. يجب أن يكون النظام صغيرًا بما يكفي ليناسب سيارة همفي وأن يكون قادرًا على العمل بطاقة قليلة. كما أنها بحاجة إلى تسخير قوة الميكروبات التي تأكل البلاستيك.

“عندما بدأنا هذا المشروع قبل أربع سنوات، كانت الأفكار موجودة. وقال ستيفن تيكتمان، عالم الأحياء الدقيقة في جامعة ميشيغان التكنولوجية، والذي يقود إحدى المجموعات البحثية الثلاث التي تتلقى التمويل: «من الناحية النظرية، كان الأمر منطقيًا». ومع ذلك، قال إنه في البداية، بدا هذا الجهد “أشبه بالخيال العلمي أكثر من كونه شيئًا يمكن أن ينجح”.

وكان عدم اليقين هذا هو المفتاح. تدعم وكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية المتقدمة، أو DARPA، المشاريع ذات المخاطر العالية والمكافآت العالية. وهذا يعني أن هناك فرصة كبيرة لأن ينتهي أي جهد فردي بالفشل. ولكن عندما ينجح مشروع ما، فمن المحتمل أن يكون إنجازًا علميًا حقيقيًا. “هدفنا هو الابتعاد عن عدم التصديق، مثل: “أنت تمزح معي”. تريد أن تفعل ماذا؟ قال ليونارد تيندر، مدير البرامج في DARPA الذي يشرف على مشاريع النفايات البلاستيكية: «كما تعلمون، قد يكون هذا ممكنًا بالفعل».

إن مشاكل إنتاج البلاستيك والتخلص منه معروفة جيداً. ووفقا لبرنامج الأمم المتحدة للبيئة، ينتج العالم حوالي 440 مليون طن من النفايات البلاستيكية سنويا. وينتهي الأمر بمعظمها في مدافن النفايات أو في المحيط، حيث تشكل المواد البلاستيكية الدقيقة والكريات البلاستيكية والأكياس البلاستيكية تهديدًا للحياة البرية. ويتفق العديد من الحكومات والخبراء على أن حل المشكلة سيتطلب خفض الإنتاج، بالإضافة إلى ذلك، قدمت بعض البلدان والولايات الأمريكية سياسات لتشجيع إعادة التدوير.

لسنوات عديدة، قام العلماء أيضًا بإجراء تجارب على أنواع مختلفة من البكتيريا الآكلة للبلاستيك. لكن DARPA تتخذ نهجا مختلفا قليلا في البحث عن حل مدمج ومتنقل يستخدم البلاستيك لإنشاء شيء آخر تماما: الغذاء للبشر.

الهدف، كما يسارع تيكتمان إلى إضافته، هو لا لإطعام الناس بالبلاستيك. وبدلاً من ذلك، فإن الأمل هو أن تثبت الميكروبات التي تلتهم البلاستيك في نظامه أنها صالحة للاستهلاك البشري. وبينما يعتقد تكتمان أن معظم المشروع سيكون جاهزًا خلال عام أو عامين، إلا أن هذه الخطوة الغذائية قد تستغرق وقتًا أطول. ويقوم فريقه حاليًا بإجراء اختبارات السمية، ومن ثم سيقدمون نتائجهم إلى إدارة الغذاء والدواء للمراجعة. وحتى لو سارت الأمور بسلاسة، فإن هناك تحديًا إضافيًا ينتظرنا. وقال تيكتمان: “هناك عامل سيء، أعتقد أنه يجب التغلب عليه”.

الجيش ليس الكيان الوحيد الذي يعمل على تحويل الميكروبات إلى تغذية. ومن كوريا إلى فنلندا، يقوم عدد صغير من الباحثين، فضلاً عن بعض الشركات، باستكشاف ما إذا كانت الكائنات الحية الدقيقة قد تساعد ذات يوم في إطعام سكان العالم المتزايدين.

وفقًا لتيندر، فإن دعوة داربا لتقديم المقترحات كانت تهدف إلى حل مشكلتين في وقت واحد. أولاً، كانت الوكالة تأمل في تقليل ما أسماه ضعف سلسلة التوريد: خلال الحرب، يحتاج الجيش إلى نقل الإمدادات إلى القوات في المواقع النائية، مما يخلق خطراً على سلامة الأشخاص في السيارة. بالإضافة إلى ذلك، أرادت الوكالة التوقف عن استخدام حفر الحرق الخطرة كوسيلة للتعامل مع النفايات البلاستيكية. وقال تيندر: “إن إخراج منتجات النفايات من تلك المواقع بطريقة مسؤولة يعد بمثابة رفع كبير”.

يبدأ نظام Michigan Tech بآلة تمزيق ميكانيكية، تعمل على تحويل البلاستيك إلى شظايا صغيرة تنتقل بعد ذلك إلى المفاعل، حيث يتم نقعها في هيدروكسيد الأمونيوم تحت حرارة عالية. بعض المواد البلاستيكية، مثل PET، والتي تستخدم عادة لصنع زجاجات المياه التي تستخدم لمرة واحدة، تتحلل عند هذه النقطة. يتم تمرير المواد البلاستيكية الأخرى المستخدمة في تغليف المواد الغذائية العسكرية – وهي البولي إيثيلين والبولي بروبيلين – إلى مفاعل آخر، حيث تتعرض لحرارة أعلى بكثير وغياب الأكسجين.

في ظل هذه الظروف، يتم تحويل البولي إيثيلين والبولي بروبيلين إلى مركبات يمكن إعادة تدويرها إلى وقود ومواد تشحيم. قام ديفيد شونارد، وهو مهندس كيميائي في جامعة ميشيغان للتكنولوجيا والذي أشرف على هذا المكون من المشروع، بتطوير شركة ناشئة تسمى Resurgent Innovation لتسويق بعض التكنولوجيا. (وقال شونارد إن أعضاء آخرين في فريق البحث يسعون للحصول على براءات اختراع إضافية تتعلق بأجزاء أخرى من النظام).

في أحد المفاعلات، الموضح هنا في عرض توضيحي حديث لـ MTU، تتعرض بعض المواد البلاستيكية المفككة للحرارة العالية وغياب الأكسجين – وهي عملية تسمى الانحلال الحراري. الصورة: كادين ستالي/جامعة ميشيغان التكنولوجية

بعد تحلل مادة PET في هيدروكسيد الأمونيوم، يتم نقل السائل إلى مفاعل آخر، حيث يتم استهلاكه بواسطة مستعمرة من الميكروبات. اعتقد تيكتمان في البداية أنه سيحتاج إلى الذهاب إلى بيئة شديدة التلوث للعثور على البكتيريا القادرة على تحطيم البلاستيك المفكك. ولكن كما اتضح فيما بعد، فإن البكتيريا الموجودة في أكوام السماد تعمل بشكل جيد حقًا. وقال إن هذا قد يكون بسبب أن البلاستيك المفكك الذي يدخل المفاعل له بنية جزيئية مماثلة لبعض مركبات المواد النباتية. لذا فإن البكتيريا التي قد تأكل النباتات ربما يمكنها بدلاً من ذلك أن تستمد طاقتها من البلاستيك.