Черви-мусороеды, солнце в банке, съедобные бутылки: 5 значимых экоразработок последних 10 лет

Только в начале 2010-х годов регенеративное сельское хозяйство начало активно применяться на практике. Среди основных принципов этого подхода выделяют отказ от химических удобрений, минимальную обработку почвы, интеграцию сельхозкультур и животноводства, а также применение различных севооборотов, то есть чередование высаживаемых культур. Так агрономы стараются сохранить здоровье почвы, восстановить ее верхний слой, повысить урожайность, увеличить биоразнообразие и замкнуть углеродный цикл.

Эти идеи отчасти перекликаются с концепцией органического сельского хозяйства, но на практике очевидна разница подходов. Органическое земледелие – это в основном отказ от синтетических удобрений и пестицидов. В случае «регенерации» речь идет о создании замкнутого цикла. Например, в регенеративном хозяйстве корм для скота выращивается рядом с животными, отходы которых применяются повторно – в качестве удобрения для растений. В органическом хозяйстве отходы животных просто утилизируются.

Почва, как и деревья, способна поглощать углекислый газ. С помощью регенеративных методов можно не только увеличить эту способность, но и препятствовать выбросам углерода в атмосферу в результате эрозии. Проще говоря, правильно обрабатывая почву, мы делаем воздух на планете чище. Некоторые исследователи даже считают, что регенеративное земледелие позволит полностью компенсировать промышленные выбросы углекислого газа.

Кроме того, традиционные методы земледелия бывают слишком агрессивны по отношению к почве, нередко приводят к ее загрязнению и истощению. Регенеративное земледелие фокусируется на сохранении природы и биоразнообразия, что позволяет решить эту проблему.

Растительное «мясо» – совсем не новость. За примером далеко ходить не надо: популярные в советское время продукты с добавлением сои до сих пор живут в памяти и вызывают неприятные ассоциации. Но технологии не стоят на месте, и сегодня растительный белок после обработки почти не уступает животному по вкусу и текстуре.

Однако заядлые мясоеды все равно долгое время не были готовы отказаться от традиционного мяса. Что-то в альтернативных котлетах было «не так». Стараниями компании Impossible Foods, основанной в 2011 году, удалось понять, что именно. Исследователи выяснили, что секрет аутентичного мясного вкуса – в крови, вернее, в железосодержащей молекуле под названием гем. Оставалось разработать гем неживотного происхождения – в этом помогли дрожжи, которые производят нужные молекулы во время ферментации. В итоге Impossible Foods начали производить альтернативное мясо, которое не отличить от «реального».

Промышленное животноводство – один из главных источников парниковых газов. На индустрию приходится около 9% выбросов углекислого газа, 35-40% выбросов метана и 65% выбросов оксида азота. О вреде углекислого газа говорится достаточно много, но другие газы могут быть не менее опасны. Метан удерживает в 100 раз больше тепла, ускоряя изменение климата, а оксид азота способен нарушать целостность озонового слоя стратосферы, который удерживает жесткое УФ-излучение. Когда у людей есть равнозначная альтернатива мясу, они гораздо охотнее отказываются от животного белка и тем самым способствуют снижению объемов его производства.

Есть и другая проблема: скоту нужен корм, причем в больших количествах. Для получения одной калории говядины корове нужно скормить 25 калорий корма. Для свинины соотношение составляет примерно 15 к 1, а для курятины – 9 к 1. Для выращивания всего этого корма используются земли, вода и далеко не всегда экологичные удобрения. Растительный белок требует гораздо меньше ресурсов. Так, Impossible Foods для производства мяса используют на 96% меньше земли и на 87% меньше воды, при этом создается на 89% меньше углеродных выбросов.

В 2015 году вышло исследование, которое изменило представление о том, как человечество может бороться с пластиковым загрязнением. Ученые из США и Китая выяснили, что личинки мучного хрущака способны успешно переваривать пластик. Около 48% пластмассы трансформировалось в углекислый газ, остальное было переработано в микрочастицы.

Очевидно, полностью избавить планету от пластика мучные черви не смогут, но это открытие подтолкнуло ученых к дальнейшим исследованиям. В 2017 году группа европейских ученых обнаружила еще один вид живых организмов, которые способны перерабатывать мусор. Личинки большой восковой моли Galleria mellonella, участвовавшие в эксперименте, смогли растворить около 13% съеденного пластика.

Азиатские ученые тоже провели в 2017 году ряд исследований. Им удалось выяснить, что грибки Aspergillus nomius и Trichoderma viride эффективно уничтожают низкоплотный полиэтилен, который часто встречается в составе пластиковых пакетов. Правда, действуют они не очень быстро, поэтому теперь ученым предстоит понять, как ускорить процесс переработки.

Это лишь часть разработок, которые ведутся сегодня в этом правлении. Важно, что у ученых появилось представление об органических способах борьбы с пластиковым загрязнением. Осталось найти полученным знаниям широкое применение.

Пластиковое загрязнение – одна из наиболее острых экологических проблем современности. По некоторым данным, за 70 лет широкого использования пластмассы человечество произвело около 6,3 миллиарда тонн пластикового мусора. А в ближайшие 20 лет к ним может прибавиться еще 1,3 миллиарда тонн отходов. Многие страны разрабатывают собственные методы борьбы с отходами. Например, об успехах Африки можно узнать в одной из серий фильма «Приз Earthshot: ремонт нашей планеты». Но до тех пор, пока экологические практики не станут повсеместными, планета и люди продолжат страдать из-за проблемы мусора.

Пластик разлагается сотни лет, распадаясь на крошечные фрагменты микропластика и нанопластика. Их сложно увидеть и собрать. Зато они с легкостью попадают в почву, воду, пищеварительную систему рыб и животных, а затем, по цепочке – в организм человека. Возможность контролировать разложение пластика, тем более органическим путем, без использования токсичных соединений, способна сыграть огромную роль в решении этой проблемы.

Люди давно научились применять энергию солнца, но долго и дешево хранить ее не получалось. Поэтому, например, не всегда удавалось накопить энергию летом и использовать ее зимой. И если большие корпорации еще могли справиться с этой задачей, в частных домах дела обстояли сложнее. Аккумуляторы довольно дорого стоили и быстро изнашивались. Кроме того, при производстве «классического» аккумулятора солнечной энергии часто используются тяжелые материалы, которые способны негативно влиять на окружающую среду.

За последние 10 лет появилось несколько разработок, которые помогут сделать хранение солнечной энергии эффективнее, дешевле и экологичнее. Например, расплавленная соль способна долго удерживать тепло. Поэтому на солнечных электростанциях можно устанавливать специальные зеркала – гелиостаты, которые концентрируют свет на центральной башне, внутри которой и находится соль. Соль нагревается и хранит тепло, которое затем используется для преобразования воды в пар и для работы генераторов, производящих электричество. Вариант достаточно экологичный, но явно не для домашнего использования.

Другая разработка позволяет хранить не столько энергию, сколько солнечное тепло. Это важно, потому что для решения многих задач, таких как обогрев помещения, не требуется непосредственно электричество. Созданный учеными Массачусетского университета полимер AzoPMA способен поглощать тепло, расширяясь, и высвобождать его, сжимаясь.

Еще один вариант обещает быть максимально доступным. Шведские ученые разработали синтетическую молекулу, которая находится в жидкой форме. Молекула «заряжается» от солнечных лучей, а под воздействием катализатора высвобождает энергию. Хранить эту жидкость можно в обычной бутылке на протяжении нескольких лет.

Ископаемые источники энергии не вечны и к тому же во время горения выделяют в атмосферу углекислый газ. Альтернативная энергетика оказывает гораздо меньшее воздействие на окружающую среду и не имеет лимита использования. Главная проблема в том, что далеко не всегда можно контролировать получение энергии из возобновляемых источников. Это актуально и для солнечной энергетики.

Отсутствие контроля означает риск скачков или полного отключения электричества. Если решить эту проблему, использование солнечной энергии станет гораздо доступнее и привлекательнее для широкой аудитории.

С пластиком, как известно, куча проблем. И, как оказалось, многие его альтернативы немногим лучше. Даже максимально экологичный компостируемый биопластик требует для производства дополнительных ресурсов и разлагается только в определенных условиях.

В последние несколько лет произошла переоценка доступных решений. Теперь, с учетом ошибок прошлого, ведется разработка более эффективных вариантов упаковки и хранения продуктов. Один из современных трендов – создание съедобной упаковки. К примеру, из картофельного крахмала, глицерина и воды получилась биопленка для лапши, которая полностью растворяется после контакта с кипятком и превращается в соус. Упаковка от компании Notpla производится из водорослей и растений и полностью разлагается, но при желании ее тоже можно съесть.

Даже самая совершенная система сортировки и повторного использования мусора не способна полностью решить проблему загрязнения планеты. Тот же пластик не может перерабатываться вечно, а разлагается столетиями. Поэтому необходимо стремиться к сокращению количества мусора. Повторное использование – неплохой вариант, но любой материал однажды приходит в негодность. Поэтому, если есть возможность полностью отказаться от отходов, стоит им воспользоваться.

На принятие любых изменений требуется время, поэтому в полной мере оценить влияние этих разработок на планету мы сможем только через несколько лет. Но уже сейчас очевидно, что человечество движется в верном направлении.

Материал подготовлен Discovery Channel