惡臭的糞便能變成日常生活中需要的物品嗎?這不是科幻小說(shuō),而是真真切切地被一群大學(xué)剛畢業(yè)的美國年輕創(chuàng )業(yè)者們實(shí)現了的。這個(gè)設想聽(tīng)上去難以置信,但細細研究之后,卻讓人不得不欽佩它創(chuàng )意的絕妙之處。這些年輕的創(chuàng )業(yè)者們用微生物消化有機肥料中的碳,把它轉變?yōu)樗芰系脑。這種原料制成的塑料產(chǎn)品被丟棄之后,經(jīng)過(guò)一年左右的時(shí)間就可以降解。這樣一來(lái),不僅解決了糞便處理問(wèn)題,還能降低塑料對環(huán)境的污染,同時(shí)也降低了塑料制品對石油的依賴(lài)性。
這個(gè)“變糞為寶”的設想,是由位于美國加州首府薩克拉門(mén)托的一個(gè)新建的小公司提出的。公司名為微麥德斯(Micromidas),6名主要成員均為加州大學(xué)戴維斯分校本科畢業(yè)。其中4位畢業(yè)于化學(xué)系,一位畢業(yè)于微生物系,還有一位畢業(yè)于建筑及環(huán)境系。微麥德斯的首席執行官約翰·比塞爾(JohnBissell)在校期間,便完成了學(xué)校的綠色科技企業(yè)家培訓以及其他多個(gè)高級企業(yè)家培訓項目。成立公司獲得種子基金后,他又帶領(lǐng)公司參加各種比賽,宣傳公司的理念,并贏(yíng)得了從地方性到全國性的多種綠色科技獎項。在微麥德斯,“綠色科技”不僅僅是一個(gè)口號,而是作為公司的基石和發(fā)展目標。
讓各種微生物分工合作
人們知道,許多微生物是以糞便為食的,這是一個(gè)自然發(fā)生的過(guò)程。把糞便變成塑料原料的關(guān)鍵,是如何選擇適合的微生物,合理地利用這一自然過(guò)程。按照微麥德斯首席執行官約翰·比塞爾的話(huà)說(shuō),“我們不是用當今流行的的基因改良技術(shù),制造出‘喬丹’式的超強隊員;而是組建一個(gè)隊伍,利用戰術(shù)配合來(lái)解決問(wèn)題!弊尣煌N類(lèi)的微生物分工合作,吃下去的是最臟最臭的民用污水,產(chǎn)生出來(lái)的卻是無(wú)污染的塑料原料。單一的轉基因細菌,需要在嚴格控制的穩定環(huán)境下才能生存,這就需要配制昂貴的食材。而微麥德斯培植的細菌群落,可以在各種惡劣環(huán)境下生存,能夠抵抗多種微生物的侵襲,只要用源源不斷的生活廢料,便完全可以喂飽它們。
據微麥德斯網(wǎng)站介紹,這個(gè)微生物群落可消化吸收有機肥料中的碳,將它們轉化成聚羥基脂肪酸酯(PHA),作為“肥肉”儲存在“體”內。聚羥基脂肪酸酯是很多微生物均可合成的一種細胞內聚酯——一種天然的高分子生物材料,也是一種由各種亞基(組成蛋白質(zhì)四級結構最小的共價(jià)單位)聚合而成的多元酯。有150余種已知的亞基可以聚合成PHA。通過(guò)改變PHA分子中鍵的位置和亞基的種類(lèi),用PHA制成的塑料就可以有不同的硬度和彈力。所有的PHA也有共性,那就是耐高溫、抗紫外線(xiàn)、防水、隔氣,這些性能使得這種材料在很多領(lǐng)域中都有應用價(jià)值。
當今常見(jiàn)的PHA通常是聚羥基丁酸酯(PHB)和聚羥戊酸酯(PHV)的組合。當這兩種物質(zhì)比例恰當的時(shí)候,屬性就很接近聚丙烯(PP)。聚丙烯現廣泛應用于包括家用器皿在內的各種容器、汽車(chē)配件等。并且,以聚丙烯為原料進(jìn)行生產(chǎn)的設備多可不經(jīng)過(guò)改造,直接以聚羥基脂肪酸酯為原料進(jìn)行生產(chǎn)。也就是說(shuō),這種由糞便轉化而來(lái)的塑料,很容易就可以用于生產(chǎn)。
植入人體后也可被降解
這種塑料制品不僅能在被丟棄之后在垃圾場(chǎng)降解,植入人體后也可以被降解,而且無(wú)毒副作用,也不會(huì )產(chǎn)生發(fā)炎等排斥現象,這就使得這種塑料在生物醫療上有很大的應用前景,比如可以制成可吸收醫用縫合線(xiàn),以及免拆除的臨時(shí)支架或導管等。
這種PHA制成的塑料,降解時(shí)間平均為一年半。若是放在貨架上或柜櫥里,可以?xún)Υ娓L(cháng)時(shí)間。但若是把它們丟到垃圾填埋地、混合肥料堆甚至是海洋里,便會(huì )很快降解,且不留任何有害物質(zhì)。據統計,在北太平洋海域中就漂浮著(zhù)一億噸不可降解的塑料,危害著(zhù)海洋生物,破壞了食物鏈。應用這一新科技,便有望大大降低塑料對環(huán)境的損害。
環(huán)保與效益的完美統一
傳統的糞便處理方式主要是焚化或化學(xué)處理,這些方法成本高,并會(huì )將有機碳元素轉化為大量二氧化碳釋放到大氣中,加重溫室效應。傳統的塑料從石油中提煉而來(lái),把有限的石油轉化為不可降解的白色垃圾,危害環(huán)境。而這一創(chuàng )新科技一箭雙雕,巧妙利用自然界中的微生物轉化,“變糞為寶”,在減少污染的同時(shí)又產(chǎn)生了經(jīng)濟效益。
雖然現在這家公司還處于起步試行階段,每天僅可以處理幾噸的糞便淤泥,只產(chǎn)生幾十公斤的塑料原料,但該公司已經(jīng)獲得鼓勵在水資源領(lǐng)域進(jìn)行創(chuàng )新的“狩獵女神項目”、2010年“水資源創(chuàng )新領(lǐng)導”等獎項,并獲得了一定的投資。
人們有理由希望這項技術(shù)可以被廣泛采納和使用,也希望這樣對環(huán)境友好的商業(yè)創(chuàng )意層出不窮,證明環(huán)保與效益并不一定背道而馳。通過(guò)智慧地創(chuàng )新,環(huán)保與效益也可以完美統一。
(來(lái)源:生物谷Bioon.com)
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