Brugte mikrober til at rydde op i giftigt elektronisk affald - her er hvordan

Hvis du stabler alt det elektroniske affald, der produceres årligt rundt om i verden, ville det veje lige så meget som alle de kommercielle fly, der nogensinde er produceret, eller 5, 000 Eiffeltårne. Dette er en voksende "tsunami" ifølge FN, og den bliver fodret med alle telefoner, tabletter og andre elektroniske enheder, der smides hver dag.

Af de 44,7 millioner tons elektronisk affald (ofte forkortet til "e-affald"), der blev produceret rundt om i verden i 2017, 90% blev sendt til losseplads, forbrændt, eller ulovligt handlet. Europa og USA stod for næsten halvdelen af ​​dette - EU forventes at producere 12 millioner tons alene i 2020. Hvis der ikke gøres noget for at bekæmpe problemet, verden forventes at producere mere end 120 millioner tons årligt inden 2050.

Rige lande i Europa og Nordamerika eksporterer meget af deres e-affald til udviklingslande i Afrika og Asien. Meget af dette ender med at ophobe sig på lossepladser, hvor giftige metaller udvaskes og kommer ind i grundvand og fødekæder, truer menneskers sundhed og miljøet.

Så skræmmende som dette problem ser ud til, vi arbejder på en løsning. Ved hjælp af en proces kaldet bioleaching, vi udvinder og genbruger disse metaller fra e-affald ved hjælp af giftfri bakterier.

Skat fra affald

Det kan overraske dig at lære, at de giftige metaller faktisk er meget værdifulde. Det er en bitter ironi, at e-affaldsbjerge, der samler på verdens fattigste steder, faktisk indeholder en formue. Ædle metaller findes i din telefon og computer, og hvert år bruges guld og sølv på 21 milliarder dollars til fremstilling af nye elektroniske enheder. E-affald menes at indeholde 7% af verdens guld, og kunne bruges til at fremstille nye produkter, hvis det kunne genbruges sikkert.

Med en anslået værdi på 62,5 milliarder dollars om året, de økonomiske fordele ved genbrug af e-affald er klare. Og det ville hjælpe med at imødekomme manglen på nye naturressourcer, der er nødvendige for at fremstille nye produkter. Nogle af elementerne på et printkort - hovedsageligt hjernen på en computer - er råvarer, hvis forsyning er i fare.

Andre elementer, der findes i elektronik, betragtes som nogle af det periodiske systems mest truede. Der er en alvorlig trussel om, at de vil blive opbrugt inden for det næste århundrede. Med nutidens tendenser til anvendelse af naturressourcer, naturlige kilder til indium vil være opbrugt om cirka 10 år, platin i 15 år og sølv i 20 år.

Men at genvinde disse materialer er vanskeligere, end du måske forestiller dig.

Pyrometallurgi og hydrometallurgi er de nuværende teknologier, der bruges til udvinding og genanvendelse af e-affaldsmetaller. De involverer høje temperaturer og giftige kemikalier, og er derfor ekstremt skadelige for miljøet. De kræver masser af energi og producerer også store mængder giftig gas, skabe mere forurening og efterlade et stort kulstofaftryk.

Men bioleaching har eksisteret som en løsning på disse problemer så langt tilbage som Romerrigets æra. Den moderne minedrift har stolet på den i årtier, ved hjælp af mikrober - hovedsageligt bakterier, men også nogle svampe - for at udvinde metaller fra malme.

Mikroorganismer modificerer kemisk metallet, frigøre den fra den omgivende sten og lade den opløses i en mikrobiel suppe, hvorfra metallet kan isoleres og renses. Bioleaching kræver meget lidt energi og har et lille kulstofaftryk. Der bruges heller ingen giftige kemikalier, gør det miljøvenligt og sikkert.

På trods af hvor nyttigt det er, anvendelse af bioleaching på e-affald har for det meste været en akademisk stræben. Men vores forskergruppe leder den første industrielle indsats. I en nylig undersøgelse, vi rapporterede, hvordan det lykkedes os at udtrække kobber fra kasserede computerkredsløb ved hjælp af denne metode og genbruge det til folie af høj kvalitet.

Forskellige metaller har forskellige egenskaber, så der skal konstant udvikles nye metoder. Udvinding af metaller ved bioleaching, selvom det ikke er forurenet er også langsommere end de traditionelle metoder. Heldigvis dog genteknologi har allerede vist, at vi kan forbedre, hvor effektivt disse mikrober kan bruges i grøn genanvendelse.

Efter vores succes genbrugte metaller fra kasserede computere, forskere prøver andre former for e-affald, inklusive elektriske batterier. Men at udvikle bedre genbrugsteknikker er kun et stykke af puslespillet. For en fuldstændig cirkulær økonomi, genanvendelse bør starte hos producenter og producenter. Det er lige så vigtigt at designe enheder, der lettere kan genbruges og tackle den smidbare kultur, der behandler det voksende problem med ligegyldighed, lige så vigtigt for at bremse den kommende tsunami.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons -licens. Læs den originale artikel.