Грибы предлагают комплексное решение для управления опасными отходами с минимальным воздействием на окружающую среду.

Грибок обычно является хорошим признаком того, что дела идут плохо. Но он также может указывать на то, что с очень плохими вещами происходят хорошие вещи.

Для Одри Спейер, основательницы PuriFungi , цветение грибков на окурках — доказательство того, что они работают, делая то, что у них получается лучше всего: разлагая материю. Ее бельгийский стартап выращивает мицелий — нитевидную корневую структуру грибка — используя в качестве корма окурки, нагруженные пластиком и токсинами.

По мере того, как пищеварительные ферменты расщепляют опасную смесь, мицелий превращается в легкий материал, похожий на пенополистирол, из которого формуют пепельницы. Распространяемый на музыкальных фестивалях и общественных мероприятиях, а также в муниципалитетах по всей Бельгии, Франции и Люксембургу, переработанный продукт, который выглядит как выдолбленное колесо камамбера, замыкает цикл процесса, ограничивая самый выбрасываемый в мире отход .

С самого начала цивилизации люди использовали замечательную силу грибов — целого царства многоклеточных организмов, включающего плесень, грибы и трюфели, — чтобы переваривать сложную органическую материю в более простые структуры. Дрожжи питаются сахарами, например, для производства алкоголя, в то время как определенные штаммы плесени производят пенициллин и другие антибиотики. А грибы всех видов прорастают, питаясь отходами урожая, кофейной гущей и конским навозом.

Совсем недавно микологи выпустили грибки на обычные промышленные и потребительские отходы. С прожорливым аппетитом к загрязнителям окружающей среды, таким как нефть, пластик и химикаты, эти естественные биореакторы безопасно переваривают и преобразуют токсины в мицелий. Наряду с пепельницами, легкий, прочный и огнестойкий субстрат может быть отформован и изготовлен в виде множества приложений, таких как изоляционные панели, альтернатива коже и даже биоразлагаемый гроб .

«Грибы — это переработчики природы», — говорит Спейер. Экономически эффективные и малозатратные, она и другие микоэнтузиасты видят огромный потенциал грибов для питания экономики полного цикла, создавая возобновляемый источник материала и одновременно уничтожая обычные источники токсичных отходов.

Мицелий расщепляет токсины в окурках и превращается в материал, похожий на пенополистирол, которому можно придавать различные формы. (Фотографии предоставлены PuriFungi)

Нет серебряной пули

Микоремедиация — практика использования грибов для очистки от загрязняющих веществ, таких как нефть, химикаты и пластик, — давно изучается как перспективное решение для обеззараживания нефтяных разливов, загрязненной пестицидами почвы и токсичного пепла лесных пожаров . Но до сих пор усилия ограничивались в основном мелкомасштабными и пробными применениями.

«Загрязнение — непростая проблема», — говорит Кавина Робишо, миколог из Biopterre , исследовательского центра в Квебеке, специализирующегося на биопромышленных инновациях. Для решения проблем, связанных с конкретным участком, включая сочетание и концентрацию загрязняющих веществ, состав почвы, климат и температуру, часто требуется индивидуальный подход к рекультивации, поэтому «не существует универсального решения», — говорит она.

Один из исследовательских проектов Робишо был посвящен очистке отдаленного участка на территории Юкон, достойного номинации Superfund: заброшенной свалки отработанного масла, построенной поверх старого медного рудника. Помимо поиска грибов, адаптированных к субарктической среде, для укрощения рагу из токсинов потребовалась более масштабная стратегия биоремедиации с использованием местных ив для концентрации неорганических загрязнителей, таких как тяжелые металлы, а также муниципального компоста, который добавлял микробов и питательных веществ, помогающих стимулировать разложение. (Неорганические соединения по своей природе не разлагаются, но могут быть секвестрированы организмами, включая грибы, растения и животных.)

Результаты оказались обнадеживающими, говорит Робишо, на тестовых участках было отмечено 75-процентное снижение содержания нефтяных углеводородов. Однако они также подчеркнули тот факт, что в природе «грибы не работают в одиночку», поэтому для восстановления участка обычно требуется «сообщество организмов», чтобы выполнить работу.

Однако подход, основанный на экосистеме, изначально сопряжен с неизвестностью последовательности и сроков — факторы, которые могут сделать локальные приложения сложной бизнес-моделью, говорит Робишо, особенно в ситуациях, требующих быстрых и агрессивных ответов. «Природа требует времени», — добавляет она. «Это часто несовместимо с миром, в котором мы живем, где мы хотим, чтобы все было исправлено немедленно».

Тем не менее, эта область имеет явные преимущества по сравнению с традиционными методами, которые часто включают химическую обработку и ресурсоемкую откачку, дноуглубительные работы и добычу. Использование местных ресурсов для рекультивации отходов, особенно в отдаленных регионах, также означает, что «мы не возим сырье на грузовиках сотни километров», — говорит Робишо, «сжигая топливо для очистки топлива».

На данный момент микоремедиация может быть наиболее эффективной, если она направлена ​​на один источник отходов. В настоящее время Робишо изучает микоремедиацию отслуживших свой срок железнодорожных шпал, пропитанных креозотом , токсичным соединением, используемым для придания тяжелой древесине устойчивости к гниению. Избирательный акцент на одном материале позволяет использовать контролируемые, предсказуемые и масштабируемые средства управления загрязнителями — подход, который, по ее словам, более пригоден для получения поддержки отрасли.

Сужение сферы действия

Поскольку отходы, содержащие загрязняющие вещества, есть везде, узкие цели все еще могут иметь огромное влияние, говорит Шпейер из PuriFungi. Возьмем окурки: с более чем 4000 загрязняющих веществ , включая 50 известных канцерогенов, «это большой коктейль из очень плохих вещей, который распространяется повсюду», говорит она, отмечая, что один окурок может загрязнить 500 литров (132 галлона) воды. А недавний рост курения только усиливает необходимость поиска безопасных и эффективных способов обработки токсичных отходов, которые буквально «у нас под ногами».

Дизайнер по образованию, Шпейер наткнулась на грибы, когда искала устойчивый и простой в выращивании материал. Помимо того, что мицелий был прочным, быстрорастущим и адаптируемым к различным сферам применения, открытие того, что мицелий может делать загрязняющие вещества безопасными, сделало его привлекательным биопродуктом, говорит она.

«Грибы — это переработчики природы», — говорит Одри Спейер из PuriFungi . (Фото предоставлено PuriFungi)

Шпейер и ее команда выращивают грибы в среде с контролируемой влажностью и температурой, похожей на крытую грибную ферму, инокулируя смесь окурков и конопли спорами вешенки. После первоначального инкубационного периода они вручную разбивают субстрат и помещают комки в формы. В течение следующих нескольких недель мицелий растет, поедая органические загрязнители и плодовые грибы, которые концентрируют тяжелые металлы. По мере того, как он принимает заданную форму, плоды срывают; затем конечный продукт подвергается тепловой пастеризации до конца.

Пепельницы PuriFungi, покрытые цветущей коркой и усеянные соломенными остатками разложившихся окурков, неизменно привлекали внимание муниципальных чиновников и организаторов мероприятий, стремящихся повысить осведомленность — и создать точки доступа — о правильной утилизации сигарет. И поскольку потребители узнают об их происхождении, это помогает стимулировать ответственное поведение в отношении сокращения количества мусора, говорит Спейер.

При более надежных результатах, подходы к микоремедиации, ориентированные на отходы, могут облегчить продажу промышленности. Лаборатория Робишо недавно сотрудничала с Atelier du Partage , организацией типа Goodwill, базирующейся за пределами Квебека, чтобы найти альтернативу утилизации 66 процентов пожертвованной одежды, которую некоммерческая организация не может продать — ошеломляющее количество, которое составляет почти 30 тонн каждый год. Использование грибов для разложения куч ткани не допускает попадания пластиковых волокон, антипиренов и других загрязняющих веществ на свалки и мусоросжигательные заводы, говорит Робишо. И в качестве бонуса, обработанные мицелием нити, которые сохраняют часть своих первоначальных цветов, превращаются в потертые шикарные елочные украшения, что стало неожиданным хитом среди покупателей Atelier в прошлый праздничный сезон.

Учитывая, что на одежду и текстиль приходится 20 процентов мирового мусора , это решение по утилизации отходов, отслуживших свой срок, может стать новым направлением для крупномасштабного потока отходов.

Слева: Местный грибок, выделенный из обработанной креозотом древесины. Справа: Обработанные мицелием нити, отформованные в рождественские украшения. (Фотографии предоставлены Biopterre)

Круговая экономика, работающая на грибах, также укореняется в строительной отрасли, которая производит почти треть отходов страны, внося огромный вклад в производство материалов из нефтехимических продуктов. Технологический гигант Meta заключил партнерское соглашение с компанией по производству микопродуктов для переработки снесенной гипсокартонной стены из своего центра обработки данных в Теннесси в новые изоляционные и акустические панели, а Lendlease , застройщик военного жилья, приступает к аналогичному предприятию с использованием старой битумной черепицы .

Несмотря на растущую проблему отходов, создаваемую промышленностью, нынешний толчок к устойчивым решениям в области отходов в значительной степени обусловлен внешними силами. Но на самом деле, «это производители [продукта] несут ответственность за то, чтобы это произошло», — говорит Спейер. Она рассматривает более широкое распространение политик Расширенной ответственности производителей (EPR), которые возлагают на производителей ответственность за сбор, переработку и утилизацию своей продукции, как ключ к стимулированию регенеративных методов управления отходами и цепочек поставок.

Хотя предписания EPR вступили в силу во все большем количестве стран и юрисдикций, включая Европейский союз , канадские провинции и несколько штатов США, большинство из них сосредоточены на одноразовых пластиковых и упаковочных материалах. В прошлом году ЕС распространил обязательство на производителей табачных изделий, хотя критики сообщают , что правилам не хватает зубов.

Тем не менее, Шпейер отмечает, что несколько компаний по производству сигарет проявили интерес к технологии PuriFungi, хотя, по ее словам, это создало определенную дилемму, поскольку «вы не хотите давать им повод продолжать производить больше [того же самого]». В конечном счете, она хотела бы увидеть разработку нетоксичного, естественно биоразлагаемого продукта.

Хотя это может противоречить ее нынешней бизнес-модели, «проблема [отходов] приобрела настолько огромные масштабы», — говорит Шпейер, что на данный момент недостатка в решениях действительно нет.