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

Боевые измерения Боевые измерения

Строится орбитальная инфракрасная сеть для обнаружения гиперзвуковых целей

Наука
Городская веранда Городская веранда

Что нужно знать при остеклении балкона или лоджии

Лиза
Горе без ума Горе без ума

Ученые вплотную приблизились к ответу на вопрос, существуют ли гены гениальности

Вокруг света
Чужой, Годзилла, Саурон: в честь кого теперь называют животных Чужой, Годзилла, Саурон: в честь кого теперь называют животных

Новые имена в биологии, которые отсылают к персоналиям или поп-культуре

Наука и Техника
Нога в туннеле Нога в туннеле

Судмедэксперт Клас Бушманн приоткрывает тайны своей мрачной профессии

P.I.C. Partner In Crime
Блины Блины

Блины для нас – это и наше солнце, и целая Вселенная

КАНТРИ Русская азбука
Троцкизм, как и было сказано Троцкизм, как и было сказано

Как с помощью «троцкизма» Сталин решил подорвать авторитет Троцкого

Дилетант
В гостях у природы В гостях у природы

Курилы — острова, на которых всем заправляет Ее Величество Природа

Y Magazine
Основатель языковой школы — о том, как учить английский, если нет времени Основатель языковой школы — о том, как учить английский, если нет времени

Могут ли мобильные приложения заменить репетитора по английскому языку?

РБК
К границе ключ К границе ключ

Задача: спланировать поездку в другую страну и не разориться

VOICE
Истории со вкусом и запахом Истории со вкусом и запахом

Воспоминания детства. Возможно, это именно то, что мы называем ароматом времени

Знание – сила
Даниил Крамер: «За всю историю нашей страны джаз запрещали лишь однажды, и всего на полгода» Даниил Крамер: «За всю историю нашей страны джаз запрещали лишь однажды, и всего на полгода»

Убежден: счастье — это то, что мы делаем себе сами

Коллекция. Караван историй
FLNG «Prelude» FLNG «Prelude»

Что представляют собой плавучие заводы-хранилища сжиженного природного газа?

Наука и Техника
И в букет, и в тарелку И в букет, и в тарелку

Цветы не только красивы, но вкусны и полезны

Здоровье
«Да пребудет со мной сила!»: практика самоподдержки «Да пребудет со мной сила!»: практика самоподдержки

Как развить навык самоподдержки?

Psychologies
Ольга Забненкова: «Главный тренд в эстетической косметологии сместился с лозунга Ольга Забненкова: «Главный тренд в эстетической косметологии сместился с лозунга

Врач-дерматолог об аппаратных процедурах и правильном уходе за кожей

Здоровье
«Севморпуть — это пока не бизнес. Это государственная задача» «Севморпуть — это пока не бизнес. Это государственная задача»

Сергей Чемко о буднях арктической морской логистики

Монокль
Апокалипсис не страшен Апокалипсис не страшен

Главные правила инвестирования, чтобы не потерять голову и совершить ошибку

RR Люкс.Личности.Бизнес.
Блокчейн при галстуке Блокчейн при галстуке

Цифровые финансовые активы в оценках бизнесменов-практиков

Цифровой океан
Все побежали и я побежал Все побежали и я побежал

Почему марафоны и тренинги только уводят дальше от цели

VOICE
Как вывести лишнюю воду из организма и убрать отеки: советы врача Как вывести лишнюю воду из организма и убрать отеки: советы врача

Когда вода не приносит пользы, нужно ли ее выводить из организма?

РБК
Эчпочмак Эчпочмак

Иногда визитная карточка может быть и треугольной!

КАНТРИ Русская азбука
Юлия Галкина: «В кино самое главное — компания» Юлия Галкина: «В кино самое главное — компания»

Горжусь, я единственная актриса — кандидат наук

Коллекция. Караван историй
Завтрак на траве Завтрак на траве

Как легко, без спешки и, главное, правильно подготовиться к пикнику?

Лиза
Красная шапочка: вариация на тему. Отрывок из пьесы Красная шапочка: вариация на тему. Отрывок из пьесы

Фрагмент пьесы Ульяны Даниловой «О жизни и любви (Красная Шапочка)»

СНОБ
Я уже выхожу Я уже выхожу

Что такое послеотпускная депрессия и как её избежать?

VOICE
У кого не болит поясница? У кого не болит поясница?

Как избежать болей в пояснице и укрепить мышцы спины?

Здоровье
Окрошка Окрошка

Самый любимый в России освежающий летний суп

КАНТРИ Русская азбука
Маргарита Ленских: «Все герои должны работать на общую идею» Маргарита Ленских: «Все герои должны работать на общую идею»

Президент Гильдии кастинг-директоров — о том, как актеры получают роли в фильмах

Монокль
Лучшие после белых Лучшие после белых

Почему грибники так любят подосиновики и подберёзовики?

Наука и жизнь
Открыть в приложении