Kivágják a rezet

Környezetszennyező és költséges eljárások helyett mikroorganiz­musokkal is lehet újrahasznosítani a szemetet. Az értékes fémeket tartalmazó e-hulladékra már ipari szintű eljárást is kidolgoztak.

A Föld aranytartalékának 7 százaléka a harmadik világ országainak szeméttelepein található – elektronikai hulladékba ágyazva. És ez csak a szeméthegy csúcsa, mivel becslések szerint nagyjából 60 milliárd dollárnyi értékes fém (az aranyon kívül legfőképpen ezüst, platina és réz) rejtőzik a kidobott mobiltelefonok, számítógépek, televíziók és háztartási berendezések burkolata alatt.

Az értékes e-hulladékkal azonban több gond is akad. Egyrészt ez a világ legdinamikusabban növekvő háztartásiszemét-fajtája. Tavaly már világszerte több mint 53 millió tonnányi kütyü landolt a kukákban, ötödével több, mint öt évvel korábban. Ebből a Föld minden lakosára hét kilogramm jut – számolta ki az ENSZ és más szervezetek nyáron kiadott közös kutatása (Global E-waste Monitor 2020). Másrészt az elektronikai szemét reciklálása igen költséges és környezetszennyező. A jelenleg bevett eljárások szerint vagy kiolvasztanak, vagy kioldanak belőle bizonyos összetevőket, de előbbi során káros gázok szabadulnak fel, utóbbit pedig veszélyes savakkal végzik. Nem véletlen, hogy a hasznavehetetlen berendezéseknek alig a hatodát hasznosítják újra. Ami viszont marad a szeméttelepeken, abból a higany, az ólom vagy a kadmium a közvetlen környezetet mérgezi, míg a hőcserélő berendezésekből (légkondik, fridzsiderek) lassan szivárognak a légkörbe az üvegházhatású gázok.

Ezek miatt is elemi érdeke lenne az emberiségnek, hogy kezdjen valamit az e-hulladékkal. Ami a nemesfémeket illeti, az is sürgető, hogy egy részük kifogyóban van. A jelenlegi felhasználási ütemet tekintve a platinából becslések szerint még 15 évnyire van elegendő, az ezüstből 20-ra. A rézből ugyan bőségesebbek a tartalékok, ám a Világbank előrejelzése szerint 2050-re megtízszereződik iránta a kereslet.

Ezért is próbálkoztak a Coventry Egyetem kutatói a réz környezetbarát kivonásával, no meg azért is, mert ebből a fémből az évente bányászott mennyiség háromnegyedét elektronikai berendezésekben használják fel. A tudósok módszere – amelyről a Waste and Biomass Valorization című szaklapban számoltak be – tulajdonképpen nem új, hiszen a bányászatban már az ókor óta ismert „biooldást” vetették be. Ennek során baktériumokkal, esetleg gombákkal tudnak az ércből fémet kivonni – a mikroorganizmusok kémiailag átalakítják a fémet, majd úgynevezett mikrobiális oldatot képeznek vele, ebből pedig már ki lehet választani, majd megtisztítani a kívánt anyagot, mindezt különösebb energiaigény vagy környezetszennyezés nélkül – ismertette az eljárás elvi menetét Sebastien Farnaud vezető kutató. A réz mellett így korábban már sikerrel bányásztak aranyat, kobaltot, cinket, nikkelt és urániumot is.

Farnaud-ék a szén- vagy ércbányák savanyú bányavizeiben tenyésző Acidithiobacillus ferrooxidans baktériumokat használták, amelyeket számítógép-alaplapokra eresztettek rá, mert a nyomtatott áramkörök egyötöde réz. Mint elmondták, a legnehezebb az volt, hogy a létrejött – különféle fémeket és ionjaikat tartalmazó – folyékony elegyből tiszta rezet tudjanak kivonni, ráadásul ne csak laboratóriumi, hanem ipari mennyiségben. A kísérlet sikerült, egy céggel közösen már gyártják is az újrahasznosított rézfóliát.
a mérgező vegyületek nem kerülnek be a táplálékláncba

A kutatók most azt vizsgálják, hogy más fémekkel is meg tudják-e ismételni a műveletet, és hogy a bevetett baktériumok másfajta e-hulladékból is kivonják-e a rezet. De megpróbálkoznak azzal is, hogy géntechnológiával megbabrálva ösztökéljék gyorsabb munkára a mikroorganizmusokat, merthogy – mint elismerték – a procedúra egyelőre időigényesebb, mint a hagyományos kohászati vagy „nedves” eljárások. Farnaud szerint egyébként sokat segítene – és nem csak a biooldással foglalkozóknak –, ha az újrahasznosítás nem a szeméttelepen, hanem a tervezőasztalon kezdődne: már a mérnökök annak tudatában konstruálnák meg a terméküket, hogy miként fogják azt majd egyszer reciklálni.

A fémhulladék mellett a még nagyobb fejfájást okozó műanyagszemét feldolgozásán is ügyködnek mikroorganizmusokkal. A lisztbogár lárvái, a lisztkukacok bélrendszerében az egyik baktérium például képes lebontani többféle műanyagfajtát, köztük a legszélesebb körben használt polietilént – mutatták ki tavaly év végén a Stanford Egyetem kutatói. A folyamat, az „alaplapfaló” mikroorganizmusok működéséhez hasonlóan, itt is időigényes – egy gyorséttermi kávéspoharat egy hétig emésztett 3-4 ezer kukac –, „melléktermékként” pedig a biomassza és más lebomló anyagok mellett szén-dioxid szabadul fel, a tudósok mégis ígéretesnek tartják az eljárást. Egyrészt azért, mert még így is gyorsabb, mint más élőlényekkel, másrészt pedig a lárvák nem építették be a szervezetükbe a mérgező vegyületeket, így azok nem kerülnek be a táplálékláncba.

A feldolgozás sebességén lehet javítani, amint azt nemrégiben bizonyította egy nemzetközi kutatócsapat. Japán tudósok még 2016-ban fedezték fel, hogy az Ideonella sakaiensis baktérium megeszi a PET-palackok alapanyagát – a mikroorganizmusok által termelt, PETáznak nevezett enzim révén. A napokig tartó „emésztés” ugyan lassúnak bizonyult a világ megmentésére, mostanában azonban sikerült felgyorsítani az amerikai tudományos akadémia lapjában, a PNAS-ben megjelent tanulmány szerint. Ehhez a PETázt egy másik, ugyancsak a baktériumban talált enzimmel (MHETáz) kellett kombinálni, ennek köszönhetően hatszor gyorsabban bomlanak le a palackok. A kutatás egyik résztvevője, John McGeehan, a Ports­mouthi Egyetem professzora szerint érdemes lenne további enzimekkel kísérletezni, hátha még jobban fel lehet pörgetni a reciklálást. Nem is ártana, hiszen előrejelzések szerint jövőre már közel 600 milliárd PET-palackot töltenek majd meg cukros és buborékos levekkel.

(megjelent: HVG, 2020. 11. 12.)

Ezeket is olvassa el:

Meglepetést hozott, amikor fMRI géppel vizsgálták a vakok agyát

Élménylövészet - Budapest belvárosában bárki kipróbálhatja a szupererős páncéltörőt

Tudta...? Az áfáról

Szilánkok

Elindult az MVGYOSZ 2027-es sajtótermékeinek előfizetése

Mindig célba érnek