世界清潔地球日是全球性清潔活動(dòng),是由澳大利亞的國(guó)際環(huán)保組織CleanUptheWorld的伊恩基南發(fā)起,時(shí)間是定在每年9月的第三個(gè)周末,現(xiàn)為全球最重要的環(huán)境保護(hù)活動(dòng)之一,每年全世界有超過(guò)125個(gè)國(guó)家、4000萬(wàn)人參加這個(gè)活動(dòng)。
將廢棄的海鮮殼轉(zhuǎn)換為含氮豐富的化合物對(duì)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)都有好處。每年,全世界都扔掉6萬(wàn)~8萬(wàn)噸螃蟹殼、草蝦殼和龍蝦殼,其中有1.5萬(wàn)噸扔在了東南亞。金槍魚重量的75%都可以做成魚片,但是螃蟹肉只占螃蟹重量的40%。
在發(fā)展中國(guó)家,廢棄的海鮮殼常常傾倒在垃圾場(chǎng)或者海洋里了事。在發(fā)達(dá)國(guó)家,處置這些廢棄物可不便宜,以澳大利亞為例,處理一噸殼廢物就得花上150美金。
然而,海鮮殼富含有用的化學(xué)物質(zhì)——蛋白質(zhì)、碳酸鈣和殼多糖。殼多糖是一種類似纖維素的聚合物,富含氮元素。沒(méi)有人注意到這些海鮮殼對(duì)于化工產(chǎn)業(yè)的潛在價(jià)值。為此,科學(xué)家需要找出可持續(xù)的方法來(lái)精煉甲殼動(dòng)物的貝殼,政府和企業(yè)也需要投資這些量大便宜的可再生資源的利用。
現(xiàn)有的從廢棄的海鮮殼中提取化學(xué)物質(zhì)的工藝方法對(duì)環(huán)境有害,既費(fèi)錢又費(fèi)料。常用的分離方法為分餾法。分離蛋白質(zhì)的試劑是有刺激性的有毒溶劑。為了制造殼聚糖,需要用40%氫氧化鈉處理殼多糖。從蝦殼中生產(chǎn)1千克殼聚糖需要用水1噸以上。
結(jié)果,盡管原材料很便宜,1千克質(zhì)量較好的殼聚糖也可以賣到200美金。全球的精制殼多糖用量較少,每年僅1萬(wàn)噸,主要用于制造薄膜、藥品、食品和化妝品。殼多糖的生產(chǎn)廠家也很少,中國(guó)、日本、泰國(guó)和印度尼西亞還有幾家。把殼多糖和殼聚糖轉(zhuǎn)化為其他化學(xué)品又有其他問(wèn)題。天然的殼多糖是結(jié)晶體,一般試劑很難處理。在苛刻的反應(yīng)條件下,殼多糖的聚合鏈也很容易發(fā)生副反應(yīng),產(chǎn)生無(wú)數(shù)的復(fù)雜化合物,從反應(yīng)器中提純產(chǎn)品甭提有多麻煩了。
新技術(shù)已經(jīng)萌芽了。新世紀(jì)初,墨西哥和英國(guó)研究人員提出了生產(chǎn)殼多糖的乳酸發(fā)酵工藝,能在單一反應(yīng)器中轉(zhuǎn)化30千克~50千克殼廢料。英國(guó)、美國(guó)和中國(guó)的研究人員則研發(fā)出了一種能消耗蛋白質(zhì)、分解碳酸鈣的細(xì)菌混合物。蛋白水解物和乳酸鈣作為副產(chǎn)品,可用于生產(chǎn)動(dòng)物飼料和鈣補(bǔ)充劑。
科學(xué)家還可以設(shè)計(jì)和使用離子液體。這種液體能溶解碳水化合物聚合物和提取殼多糖。利用這種方式產(chǎn)生的殼多糖聚合物是長(zhǎng)鏈的高分子化合物,可制成傷口敷料或纖維、薄膜。
殼廢物的生物煉制將為東南亞和其他地區(qū)創(chuàng)造新的產(chǎn)業(yè)契機(jī)。新加坡國(guó)立大學(xué)化學(xué)與生物分子工程系的NingYan教授建議開(kāi)發(fā)一套殼廢物精煉工藝管線,正如木質(zhì)生物質(zhì)能在一套設(shè)備中被分離和轉(zhuǎn)化為不同產(chǎn)品。這樣的開(kāi)發(fā)需要多學(xué)科合作,需要政府和化工燃料產(chǎn)業(yè)提供資金支持,需要全世界的科學(xué)家在基礎(chǔ)研究中攻克技術(shù)難關(guān)。