Химия человека. Как железо помогает нам дышать, калий – видеть, и другие секреты периодической таблицы - [36]
Еще более важная проблема: пластик горит не чисто. Всех нас предупреждали о том, что не надо сжигать пластик в камине. При низких температурах пластик разрушается до молекул среднего размера – они могут причинить вред и нам, и природе. Безопасным образом пластик сжигают в промышленных печах при очень высоких температурах – и с очень хорошими и надежными фильтрами, позволяющими избежать выбросов[196].
Предлагается и еще одно решение мусорной проблемы – разлагаемый пластик. Пластик, который смогут расщепить микроорганизмы, можно изготовить и из ископаемого сырья, и из возобновляемого, такого как целлюлоза[197]. Сложность в том, чтобы производить материалы с необходимыми нам качествами (прочность, износостойкость или способность не пропускать воду и кислород) и чтобы после использования его можно было употребить в пищу. Откровенно говоря, некоторые разлагаемые пластмассы, имеющиеся сегодня на рынке, таят угрозу. Они разлагаются на невидимые нашему глазу части, но микропластик в почве останется. Чтобы разлагаемый пластик был безопасен для окружающей среды, все полимеры необходимо разрушить до мелких молекул, типичных для почвы или воды.
Разлагаемый пластик не предназначен для переработки – его выбрасывают после использования. После однократного использования он не даст нам ни новых материалов, ни энергии. Пластик, который смогут поглотить микроорганизмы, нужно оставить для тех случаев, когда мы знаем, что собрать весь пластик не удастся; в других случаях, например при изготовлении компьютеров и мобильных телефонов, важнее, чтобы использованный пластик можно было переработать или пустить в ход еще раз.
Пластик после нефти
Повсюду пластик. У меня он в тюбике зубной пасты, кухонной утвари, мебели, одежде, велосипеде, машине, лыжах, мобильном телефоне и компьютере. Прежде чем для удовлетворения своих потребностей в полимерных материалах мы стали использовать пластик на нефтяной основе, были убиты миллионы черепах, слонов и людей. Тогда на Земле было 1,5 миллиарда человек. Сегодня нас больше 7 миллиардов, и, по прогнозам, до конца этого столетия производство пластика вырастет до миллиарда тонн в год. Для этого миллиарда понадобится четверть современной годовой добычи нефти. Что же произойдет, если мы не перестанем производить пластик из ископаемых?
Мы уже наладили производство пластика из целлюлозы и иных естественных полимеров. Первые детальки конструктора Lego делали из целлюлозы[198]. Сегодня существуют методы для создания отдельных волокон целлюлозы – в сочетании с другими полимерами из них получаются необычайно прочные материалы. Подобного рода прочные волокна можно изготавливать из хитина, который содержится в панцирях креветок и крабов. Также ученые работают над созданием пластиковых изделий из лигнина – еще одной крупой молекулы, получаемой нами из древесины, – и применением полимеров из растительных масел. В природе этого сырья гораздо больше, чем натурального каучука или гуттаперчи. Появится возможность производить все необходимые нам изделия из природного сырья.
Кроме того, для производства новых полимеров можно поставить на службу микроорганизмы. Уже можно купить пластиковые изделия из молочной кислоты – ее вырабатывают бактерии или грибы, потребляющие сахар и крахмал. Другие бактерии производят волокна целлюлозы превосходного качества[199]. Когда ученые изучают формы жизни, обитающие в экстремальных условиях, например в жерле вулканов или глубоко в океане, они обнаруживают организмы, достаточно крепкие для того, чтобы послужить промышленности. Новейшие успехи в сфере биотехнологий подарили нам возможность менять гены бактерий и грибов, чтобы они производили больше нужных нам материалов или создавали новые[200].
Теперь перед учеными и промышленностью стоит трудная задача по изучению всех возможностей для производства материалов из возобновляемых источников полимеров – за предыдущее столетие это случилось с нефтяными продуктами. Параллельно нам необходимо выяснить, как добыть достаточное количество сырья на растительной основе, чтобы произвести необходимый нам пластик без перегрузки экосистем и не ценой выращивания продуктов питания. Если нам это удастся, наши потомки вполне смогут воспользоваться всеми теми преимуществами, которые пластик дарит нам сегодня.
7
Калий, азот и фосфор: химические элементы, дающие нам пищу
Вам покажется сам собой разумеющимся тот факт, что мы используем содержащиеся в растениях химические элементы для изготовления тех вещей, которые нас окружают. Наверно, мы реже задумываемся о том, что для выстраивания собственных тел нам нужны химические элементы из породы, воды и воздуха. Мы добываем эти элементы и преобразуем в минеральные удобрения: они станут частью растений, а потом и нас самих, когда мы употребляем в пищу эти растения или мясо животных, которые эти растения съели. Самое распространенное на рынке минеральное удобрение называется NPK – по названиям тех химических элементов, которые для растений важнее всего: азот (N), фосфор (P) и калий (K).
Большинство остальных химических элементов, которыми пользуется наша цивилизация – железо для инструментов, медь для электропроводки и золото как платежное средство, – в случае нужды можно заменить другими. В производстве продуктов питания ситуация иная. Без азота, калия и фосфора наше существование невозможно.
