Страна отходов. Как мусор захватил Россию и можно ли ее спасти

После этого Берточчини отнесла 100 таких же личинок в лабораторию. За 12 часов эти, выражаясь словами Ивана Бубнова, «мощные ребята» съели 92 миллиграмма полиэтилена. Но не было до конца понятно, что конкретно делают насекомые с пластиком: разрушают полностью или измельчают. Чтобы узнать, исследователи растерли личинок в густую жижу и нанесли ее на пластик. По их задумке, в пасте должны были остаться вещества, уничтожающие пластик. Так и оказалось: 13 % пластика исчезло. Ученые отмечают, что пищеварительная система личинок моли хорошо разрушает углеродные связи в пчелином воске, поэтому может справиться со схожими структурами в составе полиэтилена. Но Федерика и ее коллеги пока не знают, как именно насекомые это делают.

Немецкие ученые повторили опыт Федерики, но вместо пюре из личинок намазали на пластик свиной фарш и яичный желток [102]. Результат получился почти таким же. Вопросов стало еще больше.

В России изучением большой восковой моли (или огневки пчелиной) занимается Дина Малахова, научный сотрудник кафедры микробиологии МГУ. До этого она разрабатывала альтернативный вид топлива – биогаз, который получала в результате переработки пивной дробины – отходов пивной промышленности. Проблемой разложения пластика она занимается с 2019 года. «Гусеницы огневки активно „поедают“ пакет для продуктов из полипропилена, особенно если в него положить что-нибудь вкусное. Но до сих пор не известно, то ли внутри у них, как в мясорубке, происходит процесс преобразования пластика в микропластик, то ли в пищеварительном тракте огневки присутствуют особые ферменты, то ли разложение происходит за счет микрофлоры кишечника гусеницы, – рассказывает Дина. – Мы в своей работе поставили эксперимент по выделению из кишечника огневки микроорганизмов – активных деструкторов полиэтилена высокого и низкого давления, полипропилена, ПВХ. Для этого мы растерли одни личинки огневки в ступке, у других вырезали кишечник, а также взяли микроорганизмы из грунта с дачных компостных куч. Поместили образцы в колбочки с питательной средой и пластиком. Микроорганизмы, которые потребляют пластик, растут, размножаются. Наша цель – найти тех, кто будет делать это эффективнее».

Главная сложность – это, как вы уже, наверное, догадываетесь, слишком медленный процесс эксперимента. Результатов предстоит ждать больше полутора лет, а как ускорить процесс, ученые пока не знают. Первые результаты появятся осенью 2020 года. Успехом будет считаться большое количество съеденного пластика. В идеале из пластика личинки огневки должны производить лишь углекислый газ и воду.

Пока я писал про исследования бактерий и насекомых, ученые из Университета Тулузы в апреле 2020 года вывели фермент, который расщепляет на 90 % полимеры пластика, из которого делают бутылки, на мономеры. Двести граммов за десять часов. Разрушенные на мономеры куски пластика можно снова использовать как сырье. К слову, полиэтилентерефталат (ПЭТ) составляет одну пятую всего используемого в мире пластика.

До открытия ученых единственным способом переработать ПЭТ была переплавка, но в этом случае пластик получался не таким прочным. Новый фермент, который нашли исследователи, называется кутиназа – взяли его из компоста с листьями. Кутиназа в 33 раза эффективнее других известных ферментов – а их проверили около 100 тысяч видов [103]. С помощью методов белковой инженерии ученые дополнительно улучшили фермент, и он стал в десять тысяч раз эффективнее при разрыве пластика, чем был в природе. Также он стал более стойким и теперь может работать при температуре 72 градуса, что близко к температуре плавления ПЭТ-пластика. Природный фермент не работал уже при 66 градусах. Сам фермент при этом очень дешевый: одна его тонна стоит в 25 раз дешевле тонны первичного пластика. Из полученного после обработки ферментами пластика уже сделали бутылки, которые по свойствам были не хуже оригинальных. Но есть у кутиназы и минусы: она не работает, если в пластике есть добавки, а пластиковые бутылки редко обходятся без них. Ученые работали вместе с компанией, которая производит пластмассы Carbios. Компания пообещала построить демонстрационный завод, который будет перерабатывать сотни тонн пластика.

Что будет с мусором в России?

Этот вопрос я задал экспертам, с которыми встречался и общался во время написания книги. Вот что они мне ответили.

Научный сотрудник МГУ, эколог Наталья Колдобская:

Через пять и десять лет ситуация с мусором особенно не изменится. Захоронение и сжигание будут главными способами обращения с отходами. Пока что экологические шаги со стороны государства предпринимаются либо очень маленькие, либо такие, которые только тормозят сферу переработки. Государству невыгодно заниматься переработкой отходов: последствия экологической проблемы пока еще не настолько суровы. Но повышение процента переработки отходов и экологизация неизбежны, несмотря на палки в колеса, которое государство вставляет само себе.