Чтобы лучше понять, почему пластмассы не подвергаются биоразложению, давайте начнем с того, как изготавливаются пластмассы и как происходит биоразложение. Нефть, является ископаемым топливом. Это означает, что она сделана из остатков очень старых живых организмов, таких как водоросли, бактерии и растения. Эти организмы были погребены глубоко под землей на протяжении миллионов лет. Там тепло и давление превратили их в ископаемое топливо.
Нефть содержит много химического вещества под названием пропилен. Чтобы сделать пластик, нефтепереработчики нагревают пропилен вместе с катализатором — веществом, ускоряющим химические реакции. Это заставляет отдельные молекулы пропилена сцепляться друг с другом, как бусинки на нитке. Цепь называется полимером — большая молекула, состоящая из множества маленьких молекул, соединенных вместе. Его название, полипропилен, буквально означает "много пропиленов". И связи между этими молекулами сверхсильны.
Когда что-то биоразлагаемое, например картонная коробка, разрушается, микроорганизмы, присутствующие в природе, разрушают связи и переваривают содержащиеся в ней полимеры. Они делают это с помощью ферментов — белков, которые помогают ускорить расщепление таких соединений, как лигнин — природный полимер, содержащийся в тканях растений. Если присутствует кислород, что обычно означает, что микробы и то, что они разрушают, подвергаются воздействию воздуха, полимеры полностью разлагаются. В конце концов, останется только углекислый газ, вода и другой биологический материал.
Кислород необходим, потому что он помогает микроорганизмам, которые разлагают материал, жить дольше. Биоразложение обычно происходит быстрее всего в жарких и влажных средах, где достаточно микроорганизмов — например, влажные листья на земле в теплом тропическом лесу. Но таких полимеров, как полипропилен, в природе немного. Ферменты микроорганизмов, которые расщепляют биоразлагаемые материалы, не распознают связи, удерживающие полимеры вместе.
В конце концов, полимеры в пластиковых отходах могут разрушиться, возможно, через сотни тысяч лет. Но когда это занимает так много времени, ущерб окружающей среде уже нанесен. Пластиковый мусор может выделять вредные химические вещества в почву и воду или распадаться на крошечные кусочки, которые поедают животные, рыбы и птицы.
Таким образом, из-за того, что в процессе переработки нефти в различные виды полимеров, они становятся слишком твердыми и сложными для биологических "растворителей". Ученые активно работают над биопластиками — материалами, которые производятся крошечными живыми бактериями. Бактерии производят эти вещества для таких целей, как накопление энергии или защита от окружающей среды. Такие вещества смешивают с натуральным каучуком, доступным ресурсом, получаемым из каучуковых растений, и с маслом, полученным из отходов, оставшихся после приготовления кофе. Каучук делает биопластик гибким, а после химических манипуляций с маслом из кофейной гущи, итоговый биологический полимер поддается формовке.
Производство биопластика недешево, потому что сейчас не хватает различных ингредиентов, которые используются для производства этих материалов, и установка оборудования для их производства стоит больших денег. Но, пока обычные полимеры на столько востребованы как сейчас, биопластик будет уделом энтузиастов и экоактивистов.