Можно ли найти более экологичный и выгодный способ утилизации пластика?

Наука и жизньНаука

Из нефти в «нефть» по-менделеевски

Кандидат химических наук Максим Абаев

Посмотрим на пакет с мусором — со стороны дна. Фото: Paul Domenick/Flickr.com/CC BY-ND 2.0

Часто говорят, что история развивается по спирали. При желании можно, конечно, найти как подтверждения этой мысли умного древнего грека Ксенофонта, так и аргументы против неё, но в любом случае анализ событий прошлого и попытка примерить их на настоящее бывают порой, как минимум, любопытны. А как максимум, могут оказаться полезными при решении каких-нибудь вопросов современности. К тому же существует ряд постоянных проблем, преследующих человечество всю его историю. Например, как обеспечить себя пропитанием, жильём или… куда девать мусор?

На протяжении тысячелетий проблема отходов решалась в основном по принципу: выкинь ненужное и забудь о нём. Технология работала практически без сбоев, поскольку всё нужное и так шло впрок, а совсем ненужное как-то само собой растворялось в окружающей среде, постепенно становясь её частью. Это продолжалось, пока человек использовал и производил материалы, так или иначе присутствующие в самой природе. Дерево, камень, растительные и животные вещества — всё это изымалось, а потом возвращалось в природу в более или менее «знакомом» ей виде. Если люди покидали обжитые места, то через сотню лет можно было и не догадаться, что здесь когда-то была деревня либо распаханное поле. Круговорот углерода уверенно работал. Но ситуация поменялась, когда человечество изобрело синтетическую пластмассу.

На крупном нефтегазохимическом комплексе в Тобольске ежегодно производится 1,5 млн тонн полиэтилена и 1 млн тонн полипропилена. Существенная доля продукции идёт на производство полимерной упаковки, а значит, имеет очень короткий срок службы. Фото Вячеслава Бухарова/Wikimedia Commons/CC BY-SA 4.0

До 1898 года в мире не было ни одной молекулы полиэтилена — это полностью рукотворный материал, которого никогда не существовало в природе. То же самое можно сказать и о множестве других типов пластиков, например, о полипропилене или полиэтилентерефталате, из которых производят пластиковые бутылки и другую упаковку. Весь ХХ век производство пластиков стремительно развивалось, делая полимеры всё более технологичными. Поэтому нет ничего удивительного в том, что пластик в итоге потеснил, а где-то и полностью вытеснил многие «классические» материалы вроде металла, стекла, дерева или бумаги. Говорят, что мы сейчас живём в пластиковом мире, ну или что пластиковый мир победил, — это, по сути, правда. И как у всего, у пластика есть своя тёмная сторона.

Фото: Ivan Radic/Flickr.com/CC BY 2.0

Общеизвестная проблема пластика в том, что он крайне медленно разрушается в природе. Пластмасса не гниёт и не ржавеет. Полимерные молекулы могут распадаться под действием ультрафиолета Солнца или окисляться кислородом и рассыпаться на кусочки, но процесс этот совсем не быстрый. Существуют бактерии и даже насекомые, способные кое-как «грызть» пластмассу, но пока это больше актуально для лабораторных условий. Бутылку из-под газировки, выброшенную в лесу, никто пока целиком не съест, даже за десять лет. И хотя о проблеме пластикового загрязнения с точки зрения экологии можно говорить много, попробуем взглянуть на неё с другой, более химической стороны.

Бабочкаогнёвка (Aphomia sociella), или восковая моль, — одно из насекомых, способных есть полиэтилен. Взрослая особь ничем не питается и живёт не больше месяца, однако её личинки паразитируют в ульях пчёл, ос и шмелей, поедая в том числе воск. Было замечено, что личинки едят ещё и полиэтилен. В их кишечнике содержатся бактерии, которые вырабатывают ферменты, способные расщеплять не только компоненты воска, но и молекулы полиэтилена. Правда, только на «пластмассовом» корме личинка долго не протянет. Похожая способность встречается и у личинок других насекомых, например жуков хрущаков. Фото: Drahkrub/Wikimedia Commons/CC BY-SA 3.0

Источником сырья для производства основных и самых крупнотоннажных пластиков (полиэтилена, полипропилена, полистирола, поливинилхлорида, полиэтилентерефталата) служат нефть и газ. При добыче нефти вместе с ней из недр выходит так называемый попутный нефтяной газ, который богат более сложными, чем метан, углеводородами. В природном газе, по большей части состоящем из метана, тоже содержатся молекулы побольше, в первую очередь этана, которые перед тем, как запускать газ «в трубу», нужно из него извлечь.

Почему так важны именно «длинные» углеводороды? Дело в том, что получить полимер можно из молекулы, где как минимум два атома углерода связаны двойной связью. В процессе реакции полимеризации одна связь из двойной сохраняется, а вторая разрывается пополам и за счёт неё образуется новая связь между молекулярными звеньями. Так, молекула за молекулой прирастает полимерная цепочка.

Дикие слоны на востоке Шри-Ланки стали наведываться на мусорные полигоны в поисках пищи. Но вместе с пищевыми отбросами животные съедают пластик и другие токсичные отходы. Фото: Tharmapalan Tilaxan/Wikimedia Commons/CC BY-SA 4.0

Из метана, в котором только один атом углерода, полимер просто так не сделать. Да, существуют технологии полимеризации и метана, но при наличии более доступных источников сырья они пока не имеют практического значения. Это даже не как почесать левой рукой правое ухо, а пытаться использовать для этого левую ногу. Теоретически возможно, и у кого-то получится, но зачем? Естественно, так никто пока не делает, и на химических заводах полимеризуют уже более подходящие молекулы, полученные из подземного «склада» природы, отсортированные и переработанные. Из добытых углеводородов извлекают нужные компоненты, например газы этан и пропан, либо более длинные углеводородные молекулы, полученные при переработке нефти, «разрезают» на маленькие кусочки длиной в несколько атомов углерода. Углубляться в технологии, что, как и из чего получают, сейчас не будем, нам важен сам факт того, что подавляющая часть пластмасс — это продукт переработки ископаемых углеводородов.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Резерфорд и рождение экспериментальной ядерной физики Резерфорд и рождение экспериментальной ядерной физики

Первое искусственное превращение химических элементов

Наука и жизнь
«Денег нет, но вы держитесь»: 5 самых тяжелых случаев инфляции в истории «Денег нет, но вы держитесь»: 5 самых тяжелых случаев инфляции в истории

Самые тяжелые случаи инфляции с чрезвычайно высокими темпами в истории

ТехИнсайдер
Жизнь без еды Жизнь без еды

Среди насекомых есть виды, которые во взрослом состоянии не питаются вовсе

Наука и жизнь
Как книга Гете «Страдания юного Вертера» спровоцировала суициды в Европе! Интересная история Как книга Гете «Страдания юного Вертера» спровоцировала суициды в Европе! Интересная история

Как роман Гете создал феномен «Эффект Вертера»

ТехИнсайдер
Потепление динозавров Потепление динозавров

Какая температура тела была у динозавров?

Наука и жизнь
Половина пути Половина пути

Каково это — отдыхать с супругой

VOICE
«Весёлый шмель гудит весеннюю тревогу…» «Весёлый шмель гудит весеннюю тревогу…»

Возрождение шмелиных семей происходит весной

Наука и жизнь
Режиссер Брюно Дюмон: Художник всегда должны быть критичным и задавать вопросы обществу Режиссер Брюно Дюмон: Художник всегда должны быть критичным и задавать вопросы обществу

Режиссер Брюно Дюмон о «Звездных войнах», социальном кино и роли художника

СНОБ
Гены, бактерии и… эволюция Гены, бактерии и… эволюция

Интервью с Петром Сергиевым об исследовании генов

Наука и жизнь
Заливная рыба Заливная рыба

Как сделать заливную рыбу не гадкой? Рассказываем!

КАНТРИ Русская азбука
Как укрепить психическое здоровье? Просто отказаться от соцсетей на 2 недели Как укрепить психическое здоровье? Просто отказаться от соцсетей на 2 недели

Как двухнедельный детокс от социальный сетей скажется на ментальном состоянии

ТехИнсайдер
Инновационные технологии в банковской сфере Инновационные технологии в банковской сфере

Современные тренды финтеха: чего ждать в ближайшем будущем

Наука и техника
Зерна циркона помогли определить возраст мощного удара по молодой Луне Зерна циркона помогли определить возраст мощного удара по молодой Луне

Планетологи с большой точностью датировали крупное импактное событие на Луне

N+1
Работа над ошибками: какие просчеты совершает бизнес при цифровой трансформации Работа над ошибками: какие просчеты совершает бизнес при цифровой трансформации

Какие ошибки мешают цифровой трансформации?

Forbes
«Услужливая диктатура» и крупный капитал: 12 лет вместе «Услужливая диктатура» и крупный капитал: 12 лет вместе

Отношения германского национал-социализма и крупного капитала были не простыми

Дилетант
«Бракосочетание Наполеона I и Марии-Луизы» «Бракосочетание Наполеона I и Марии-Луизы»

Мария-Луиза до последнего надеялась, что брак с Наполеоном не состоится

Дилетант
Лошадиная королевская фамилия Лошадиная королевская фамилия

«Моя леди Джейн»: кони и люди в альтернативной истории Англии XVI века

Weekend
Анна на кастинге Анна на кастинге

«Тайны Карениной»: документальный сериал о киногеничности романа Льва

Weekend
Екатерина Волкова: «Возможность уделять внимание близким – большая ценность» Екатерина Волкова: «Возможность уделять внимание близким – большая ценность»

Екатерина Волкова о тонкостях воспитания детей и отношении к возрасту

Здоровье
Чем угрожает живым цифровое бессмертие ушедших Чем угрожает живым цифровое бессмертие ушедших

Индустрия «цифрового бессмертия» — это не далекое будущее, это наше настоящее

ТехИнсайдер
Кошачий десант: почему кошки всегда приземляются на лапы? И всегда ли это правило срабатывает? Кошачий десант: почему кошки всегда приземляются на лапы? И всегда ли это правило срабатывает?

Как кошкам удается менять положение тела в воздухе без посторонней помощи?

ТехИнсайдер
Город большого мифа и большой обиды Город большого мифа и большой обиды

Иркутск: место победы почвеннической литературы над современной архитектурой

Weekend
Как предотвратить измену в молодом, среднем и зрелом возрасте? Как предотвратить измену в молодом, среднем и зрелом возрасте?

Что толкает нас за пределы пары и можно ли избежать неверности?

Psychologies
Апокалипсис не страшен Апокалипсис не страшен

Главные правила инвестирования, чтобы не потерять голову и совершить ошибку

RR Люкс.Личности.Бизнес.
Это лицо нашли в Казахстане на валуне, которому больше 3 тысяч лет! Вот зачем его сделали Это лицо нашли в Казахстане на валуне, которому больше 3 тысяч лет! Вот зачем его сделали

К каменному лицу, случайно обнаруженному в Казахстане, остается много вопросов

ТехИнсайдер
«Возникла паника»: подорожают ли в России хлеб и мука «Возникла паника»: подорожают ли в России хлеб и мука

Дорожает ли мука, чем чреват рост ее экспорта и чего ждать от цен на хлеб

Forbes
Время собирать камни Время собирать камни

Топ мест в России, где можно увидеть самые захватывающие валуны

2Xplore
Почему вздувается аккумулятор смартфона: 6 главных факторов, которые убивают гаджет Почему вздувается аккумулятор смартфона: 6 главных факторов, которые убивают гаджет

Разбухание аккумулятора — довольно пугающее зрелище. Что к нему приводит?

ТехИнсайдер
«Разоренный дом». Отрывок из романа Руби Намдара «Разоренный дом». Отрывок из романа Руби Намдара

Жизнь профессора идет своим чередом, пока не начинают посещать странные видения

СНОБ
Картошка фри и оплата наличкой: что поможет в развитии IT-бизнеса в Латинской Америке Картошка фри и оплата наличкой: что поможет в развитии IT-бизнеса в Латинской Америке

На что обратить внимание IT-компаниям при выходе на рынок в Латинской Америке

Forbes
Открыть в приложении