Als je al het elektronisch afval dat jaarlijks over de hele wereld wordt geproduceerd zou opstapelen, zou het evenveel wegen als alle commerciële vliegtuigen die ooit zijn geproduceerd, of 5, 000 Eiffeltorens. Dit is een groeiende "tsunami" volgens de VN, en het wordt gevoed door alle telefoons, tablets en andere elektronische apparaten die elke dag worden weggegooid.

Van de 44,7 miljoen ton elektronisch afval (vaak afgekort tot "e-waste") die in 2017 wereldwijd werd geproduceerd, 90% werd naar de vuilstort gestuurd, verbrand, of illegaal verhandeld. Europa en de VS waren goed voor bijna de helft hiervan - de EU zal naar verwachting alleen al in 2020 12 miljoen ton produceren. Als er niets wordt gedaan om het probleem te bestrijden, de wereld zal tegen 2050 naar verwachting jaarlijks meer dan 120 miljoen ton produceren.

Rijke landen in Europa en Noord-Amerika exporteren veel van hun e-waste naar ontwikkelingslanden in Afrika en Azië. Veel hiervan komt terecht op stortplaatsen, waar giftige metalen uitspoelen en in grondwater en voedselketens terechtkomen, een bedreiging vormen voor de gezondheid van de mens en het milieu.

Hoe ontmoedigend dit probleem ook lijkt, we werken aan een oplossing. Met behulp van een proces genaamd bioleaching, we extraheren en recyclen deze metalen uit e-waste met behulp van niet-giftige bacteriën.

Schat van afval

Het zal je misschien verbazen te horen dat die giftige metalen eigenlijk heel waardevol zijn. Het is een bittere ironie dat de bergen van e-waste die op de armste plaatsen ter wereld worden verzameld, eigenlijk een fortuin bevatten. Edelmetalen worden gevonden in je telefoon en computer, en elk jaar wordt er voor US$21 miljard aan goud en zilver gebruikt om nieuwe elektronische apparaten te vervaardigen. Er wordt aangenomen dat e-waste 7% van het goud in de wereld bevat, en zou kunnen worden gebruikt om nieuwe producten te vervaardigen als het veilig zou kunnen worden gerecycleerd.

Met een geschatte waarde van 62,5 miljard dollar per jaar, de economische voordelen van recycling van e-waste zijn duidelijk. En het zou helpen om het tekort aan nieuwe natuurlijke hulpbronnen aan te vullen die nodig zijn om nieuwe producten te vervaardigen. Sommige elementen op een printplaat - in wezen het brein van een computer - zijn grondstoffen waarvan de toevoer in gevaar is.

Andere elementen die in elektronica worden aangetroffen, worden beschouwd als de meest bedreigde elementen van het periodiek systeem. Er bestaat een ernstige dreiging dat ze binnen de volgende eeuw zullen zijn uitgeput. Met de huidige trends op het gebied van het gebruik van natuurlijke hulpbronnen, natuurlijke bronnen van indium zullen over ongeveer 10 jaar uitgeput zijn, platina in 15 jaar en zilver in 20 jaar.

Maar het terugwinnen van deze materialen is moeilijker dan je zou denken.

Pyrometallurgie en hydrometallurgie zijn de huidige technologieën die worden gebruikt voor het extraheren en recyclen van e-waste metalen. Ze omvatten hoge temperaturen en giftige chemicaliën, en zijn dus zeer schadelijk voor het milieu. Ze hebben veel energie nodig en produceren ook grote hoeveelheden giftig gas, meer vervuiling veroorzaken en een grote ecologische voetafdruk achterlaten.

Maar al in de tijd van het Romeinse Rijk bestaat bioleaching als oplossing voor deze problemen. De moderne mijnindustrie vertrouwt er al tientallen jaren op, met behulp van microben, voornamelijk bacteriën, maar ook enkele schimmels - om metalen uit ertsen te extraheren.

Micro-organismen modificeren het metaal chemisch, het vrijmaken van de omringende rots en het laten oplossen in een microbiële soep, waaruit het metaal kan worden geïsoleerd en gezuiverd. Bioleaching vereist zeer weinig energie en heeft dus een kleine ecologische voetafdruk. Er worden ook geen giftige chemicaliën gebruikt, waardoor het milieuvriendelijk en veilig is.

Hoe handig het ook is, het toepassen van bioleaching op e-waste is vooral een academische bezigheid geweest. Maar onze onderzoeksgroep leidt de eerste industriële inspanning. In een recente studie, we meldden hoe we met deze methode koper uit afgedankte computerprintplaten hebben weten te halen en het tot hoogwaardige folie hebben gerecycled.

Verschillende metalen hebben verschillende eigenschappen, er moeten dus voortdurend nieuwe methoden worden ontwikkeld. Extractie van metalen door bio-uitloging, hoewel vrij van vervuiling, is ook langzamer dan de traditionele methoden. Gelukkig maar, genetische manipulatie heeft al aangetoond dat we kunnen verbeteren hoe efficiënt deze microben kunnen worden gebruikt bij groene recycling.

Na ons succes met het recyclen van metalen uit afgedankte computers, wetenschappers proberen andere soorten e-waste, inclusief elektrische batterijen. Maar het ontwikkelen van betere recyclingtechnieken is slechts één stukje van de puzzel. Voor een volledig circulaire economie, recycling moet beginnen bij fabrikanten en producenten. Het ontwerpen van apparaten die gemakkelijker kunnen worden gerecycled en het aanpakken van de wegwerpcultuur die het groeiende probleem met onverschilligheid behandelt, zijn beide even essentieel om de naderende tsunami te vertragen.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.