環境問題の解決は、通常、人々が引き起こした汚れを片付けることを意味する。しかし科学者たちは、汚染から価値あるものを生み出すことへの関心を高めている。「ある人にとってのごみは、別の人にとっての宝物」と言われるように、研究者たちは、産業や農業で生じる廃棄物から有用な製品を得ると同時に、汚染された土壌、水、空気を浄化する方法をいくつか実証している。
大気汚染
科学者たちが早急に解決に取り組んでいる環境問題の一つは、気候変動を引き起こす二酸化炭素排出の問題である。研究者たちは、次のような工程を開発している。二酸化炭素を回収し、それを変換する有用な化学物質へと変換する。例えば、メタノール――これは燃料電池に用いることができる――あるいは尿素で、これは化学工業における溶剤として、窒素肥料として、また乳酸として用いることができ、食品保存料としても使える。
二酸化炭素を回収して藻類の生育に利用することもでき、その藻類は後に収穫されてバイオ燃料となる。
水質汚染
排水――家庭、オフィス、その他の場所から流されるもの――には、毒素や有機汚染物質が含まれており、処理施設はこれらを河川や海などの自然の水系に到達する前に除去している。しかし研究者たちは、この有機物を回収し、有用なものへと転換しようとしている。リンと窒素は土壌に欠かせない栄養素であり、排水中に含まれているため、肥料として農地に還元できる可能性がある。
研究者たちはまた、微生物に排水中に含まれる有毒な有機汚染物質を分解させ、そこから電気を生み出す技術も確立している。水を浄化するとともに、微生物燃料電池は、電気化学的に活性な細菌が有機物質を分解し、電子を放出して電流を生み出す仕組みを利用し、排水処理施設を再生可能エネルギーのための巨大な電池へと変えることができる。
土壌汚染
重金属による土壌汚染は、解決が特に難しい。通常、唯一の解決策は汚染された土壌を掘り出し、埋立処分場に廃棄することである。それでも、汚染物質が土壌から浸出し、地下水の貯水層に入り込み、成長の過程で水を吸収する植物や食用作物にまで到達する可能性がある。別の方法として、植物浄化とバイオリファイナリーを組み合わせる方法がある。
バイオリファイナリーとは、食品廃棄物や農業由来の植物残渣などのバイオマスを処理し、価値のある製品を生産することを意味する。植物浄化は、白いバラが染色された水から赤い食用色素を吸収して赤い花びらを咲かせるのと同じように、植物を利用して汚染された土壌から金属を抽出し、環境汚染を浄化する方法である。
ナンヨウイノモトソウ（Pteris vittata）は、生育の過程でヒ素を蓄積するため、ヒ素で汚染された地域、例えばコーンウォールやデヴォンの旧鉱山周辺の土地の浄化に利用できる可能性がある。植物浄化は、中国の貴宇鎮のような世界で最も汚染された場所から希土類元素や貴金属を回収するのに役立つ可能性がある。同地は、電子廃棄物の処分によって深刻に汚染された地域である。
金属の蓄積を細胞内に持つ植物を収穫することで、有毒な金属を環境から除去することができる。その後、植物バイオマスを処理して金属を回収し、エネルギー、燃料、または工業用化学品の生産に利用することができ、プロセス全体が自らの費用を賄える仕組みとなる。
環境エンジニアたちは、想像力を発揮して環境を浄化すると同時に、廃棄物から富を生み出している。環境問題が深刻化するなか、私たちにはさらに創造的な発想が必要になるだろう。
