變廢為寶的話題說了很多年,收到不少成效,比如將家禽糞便集中經沼氣池發酵,經過一系列工序之后變為有機肥,剩余的沼液則供給土地增肥,形成了一套變廢為寶、消除污染的養殖、種植、環保良性循環的生產體系。除了這種辦法,糞便還可以有另一種變廢為寶的方法,就是將其變成生產可快速降解塑料的原料,位于美國加州首府薩克拉門托的Micromidas就是提出此想法并將其付諸實施的公司。
Micromidas公司的業務主要是利用各類生物原料生產各種產品,使其形成閉合循環。公司的6名主要成員均為加州大學戴維斯分校本科畢業,他們都有優秀的專業理論做基礎,公司首席執行官約翰·比塞爾在校期間就開始為創業做準備,成立公司獲得種子基金后,他又帶領公司參加各種比賽,宣傳公司的理念,并贏得了從地方性到全國性的多種綠色科技獎項。
將糞便等廢物回收再利用,這個想法聽上去不可思議,但經過工作人員的細心講解之后卻會讓人不得不欽佩這個創意的絕妙之處:利用微生物消化有機肥料中的碳,把它轉變為塑料的原料。這種原料制成的塑料產品被丟棄之后,經過一年左右的時間就可以降解。如果放在貨架上或柜櫥里,可以儲存更長時間;但如果把它們丟到垃圾填埋地、混合肥料堆甚至是海洋里,便會很快降解,且不留任何有害物質。
這樣一來,不僅解決了糞便處理問題,還能降低塑料對環境的污染,同時也降低了塑料制品對石油的依賴性。據資料顯示,在北太平洋海域中漂浮著一億噸不可降解的塑料,破壞海洋環境,危害海洋生物,如果這一新科技能夠被廣泛應用,便有望大大降低塑料對環境的損害。相比較而言,目前的塑料降解過程需要150年至200年,明顯跟不上人類制造白色垃圾的速度。
大多數微生物是以糞便為生的,把糞便變成塑料原料的關鍵就是選擇合適的微生物,經過調配,使不同種類的微生物能夠形成分工合作的模式,微生物們吃下民用污水后,不久就能生產出無污染的塑料原料。經過悉心培植,這些細菌群落已經可以在各種惡劣環境下生存,并且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。
公司的加工設備能夠有效處理固體廢物,同時生產出環保塑料,并且其開創的綜合生物精煉過程也被廣為贊譽:在此過程中,天然微生物消耗廢物原料中的碳,并將其轉化為可作為塑料使用的細菌性聚合物。也就是說,這個微生物群落可以消化吸收有機肥料中的碳,將它們轉化成聚羥基脂肪酸酯,作為“脂肪”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,這是一種天然的高分子生物材料,也是一種由各種亞基聚合而成的多元酯。當今常見的聚羥基脂肪酸酯通常是聚羥基丁酸酯和聚羥戊酸酯的組合。當這兩種物質比例恰當的時候,屬性就很接近聚丙烯。眾所周知,聚丙烯是塑料的主要成分,現廣泛應用于包括家用器皿在內的各種容器、汽車配件等。并且,以聚丙烯為原料進行生產的設備多可不經過改造,直接以聚羥基脂肪酸酯為原料進行生產。因此,這種由糞便轉化而來的塑料,很容易就可以規模生產。
通過這種方式制成的塑料制品不僅能在垃圾場降解,并且植入人體后也可以在體內被降解,而且沒有毒副作用,也不會產生發炎等排斥現象。這種特性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,以及免拆除的臨時支架或導管等。
傳統的糞便處理方式主要是焚化或化學處理,這些方法不僅成本高,而且會加重溫室效應。傳統的塑料制造原料是從石油中提煉出來的,不僅對資源形成了巨大的耗費,產生的白色垃圾也危害自然環境,而將糞便這類固體廢物變成可快速降解的塑料生產原料這一創新科技一舉兩得,在減少污染的同時又產生了經濟效益。