微生物降解電子垃圾應(yīng)用前景分析

時(shí)至今日，全世界電子垃圾的處理問題仍然沒有一個(gè)明確的解決方案，如果全球所有的電子垃圾和全球所有的商業(yè)飛機(jī)一樣重，相當(dāng)于5000個(gè)埃菲爾鐵塔。根據(jù)聯(lián)合國的說法，近年來愈發(fā)嚴(yán)重的電子垃圾問題如同海嘯般席卷全球。

截止到2017年，在全球?qū)⒔那灏偃f噸的電子垃圾中，有九成被填埋、焚燒，亦或是通過非法貿(mào)易轉(zhuǎn)移至他國。如果人類再不意識到這一問題的嚴(yán)重性，那么這個(gè)數(shù)字累積到2050年，將會使人類無法承受。

歐美經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家會選擇將電子垃圾出口至非洲、亞洲等發(fā)展中國家和地區(qū)。這些垃圾將在這些進(jìn)口地進(jìn)行填埋處理，與此同時(shí)，有毒金屬物質(zhì)也會滲入土壤，進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)，進(jìn)而沿食物鏈完成毒素積累，最終危害人類和自然環(huán)境。

盡管電子垃圾問題日益嚴(yán)峻，但人類仍然有辦法解決這一問題——無毒細(xì)菌將會是一個(gè)革命性的處理辦法。

既是垃圾也是寶藏

超乎絕大多數(shù)人想象的是，被人們嗤之以鼻的電子垃圾其實(shí)有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。貴重金屬被廣泛用于電腦芯片、手機(jī)芯片的制作工藝當(dāng)中，價(jià)值約為每年兩百一十億美金。電子垃圾中的黃金占了全世界約7%的黃金總量！

顯而易見，如果我們能夠好好利用這一垃圾“黃金”，我們完全可以從這些看似一文不值且有害的東西里創(chuàng)造一筆巨大的財(cái)富。比如，從電子垃圾中提取的某些成分，可以再次被利用到電腦芯片的制作生產(chǎn)當(dāng)中，尤其是在2020-2021年的今天，半導(dǎo)體行業(yè)產(chǎn)能不足、芯片產(chǎn)量降低，電子垃圾的原材料“淘金”工作顯得尤為重要。

貴重金屬被用于電子設(shè)備生產(chǎn)制造，但這些價(jià)值不菲的金屬卻最終被當(dāng)成垃圾埋入坑中。

來自：DMSU/Shutterstock

除了直接經(jīng)濟(jì)價(jià)值外，電子垃圾的金屬提煉工作還對全球可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。例如，如果我們放棄對電子垃圾中的重金屬進(jìn)行提取、再利用，那么整個(gè)地球的自然資源如銦和鉑將會在將來近20年的時(shí)間里被消耗殆盡。

目前用于電子垃圾處理的流行做法有兩種，火法冶金和濕法冶金，但這些方法成本不低，也不安全，同時(shí)還會進(jìn)一步加大環(huán)境污染。

然而，用細(xì)菌浸礦的方法處理電子垃圾卻是一種由來已久的做法。自古羅馬帝國時(shí)期以來，人類就開始嘗試通過包括細(xì)菌和真菌在內(nèi)的各種微生物，通過其生化作用來提取礦石中的金屬成分。

微生物能夠使得礦石成分和結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，通過將礦石分解在“菌湯”之中，金屬成分就可以得到提取和凈化。這一過程需要的生物能數(shù)值極低且碳排放量也很低。在整個(gè)過程中并沒有有毒化學(xué)成分產(chǎn)生?？偟膩碚f，相比于火法和濕法冶金術(shù)，微生物降解電子垃圾是一環(huán)境友好且安全的方法。

盡管生物降解非常有效，但涉及到具體化學(xué)原理相關(guān)知識還比較匱乏。本文的研究團(tuán)隊(duì)正在該領(lǐng)域進(jìn)行不斷嘗試，以期推出更多的、覆蓋面更廣的生物降解方法。

眾所周知，不同的金屬有不同的物理、化學(xué)性質(zhì)，不同的微生物亦有不同的生化性質(zhì)，因此，在兩兩匹配的過程當(dāng)中，研究者需要付出更多的心血和努力。在未來，如果要實(shí)現(xiàn)生物降解技術(shù)的長足發(fā)展，僅憑研究員的努力是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，生產(chǎn)制造商、投資者的工業(yè)化和資金支持才是能夠推動生物降解全面推廣的不可忽視的因素。

參考文獻(xiàn)：https://phys.org/news/2020-08-microbes-toxic-electronic.html

編譯：Kim

審核：Stan

編輯：Tommy