通过基因工程改造的蛞蝓可以啃食垃圾和开采贵金属

推动合成生物学商业化的科学家们表示，也许有一天，利用基因工程蛞蝓或重新利用的微生物，可以在垃圾填埋场开采有价值的金属。

英国研究中心SynbiCITE的商务总监约翰·柯林斯博士认为，被称为Crispr-Cas9的革命性细胞技术可能预示着合成生物系统或“生物催化剂”的诞生，以消化废物并将其转化为有用的产品。

Crispr-Cas9被描述为有史以来最精确、最通用的基因组编辑方法，已经被用于打造新的生物医学和制药工具。这一过程遭到了一些人的反对，他们认为这相当于科学家在“扮演上帝”。

SynbiCITE已从英国政府获得数千万英镑的投资，以加速这类基因创新，并将英国定位为生物工程领域的全球领导者。该技术的一个应用可能是帮助实现所谓的“循环经济”愿景，将废物视为潜在的宝贵资源。全球多家科研机构正在进行生物冶金的研究，利用细菌选择性地回收某些金属，但内部人士表示，该研究目前“处于较低的技术准备水平”。

柯林斯说:“生物采矿将是不久的将来E&T．“毫无疑问，我们必须这样做，因为我们的自然资源非常有限。”

英国的旧垃圾填埋场深埋着大量可用于制造电动汽车电池的锂。它可以被回收——可能是在基因增强生物的帮助下。

一种人工合成的“细胞肉汤”可以在与特定金属接触时改变颜色，可以倒入成堆的废物中，以帮助确定所需的化合物。柯林斯声称，有一天，一种新型的生物装配厂可以生产出特别设计的吃金属的蛞蝓，并在废物处理场释放，然后被收获来制造电池，尽管他继续承认这个想法可能看起来很遥远。

他说:“蛞蝓是一种完全的基因拼接，可能永远不会发生，但这是一个可爱的想法。”“就真正创造一种生物而言，一种具有生物活性的细菌，已经有人在金矿中进行了非常小规模的研究。”

他的同事理查德·基特尼教授说，合成生物学的发展可以创造出新型的“吃塑料的生物设备”集体．他说，不可生物降解的塑料可以被消化，变成可生物降解的材料，他坚持认为这项技术的发展是“完全可行的”。

基特尼说:“我们在垃圾填埋场拥有的是一种自然资源，实际上，就像石油和天然气是自然资源一样。”

一些国家已经在使用更传统的方法开采垃圾填埋场，特别是比利时。据信，比利时是世界上最大的垃圾填埋场采矿项目的所在地。

用于挖掘含有生活垃圾的城市垃圾填埋场的技术与含有工业残渣的垃圾填埋场的技术有很大的不同。使用声纳或雷达等技术可以完成内容的清单，但有关所有权和土地权利的法律问题可能会带来挑战。事实上，英国许多前垃圾填埋场已经被封顶，变成了公园，这也可能阻碍挖掘工作。此外，在泛欧洲层面推动垃圾填埋采矿的努力被认为已经动摇，因为据称欧盟高层官员对激进的环境解决方案感到厌恶。

比利时鲁汶大学(KU Leuven)一个垃圾填埋场采矿研究项目的协调员彼得·琼斯(Peter Jones)说:“除了政策、经济和技术，还有整个法律问题和‘邻避’综合症。过去十年来，我们调查了很多垃圾填埋场采矿项目，技术已经成熟，在某些情况下，还存在有效的商业理由，但问题是，由于当地极少数人反对，所以没有发放许可证。”

他补充说:“人们可能会说，他们不希望垃圾填埋场采矿发生在他们的后院，但这意味着这些原材料必须从其他地方采购。它们可能必须从中国进口，然后一路运到欧洲。

“就特定金属而言，他们在中国当地有很大的环境负担，所以我们非常虚伪;现在，由于主要原材料要经过如此长距离的运输，环境负担要大得多。”

来自鲁汶大学分子设计和合成部门的Piet Wostyn说:“垃圾填埋场采矿已经开始了。它已被证明是有效的。问题是:我们如何确保这是一种经济上合理的模式?”

Wostyn补充说:“我们最终想做的是彻底清理垃圾填埋场。我们想把所有东西都拿出来，回收可以回收的东西，把废物中的能量提取出来，最后一部分含有金属等有趣的材料，把它们提取出来，把剩下的东西转化成绿色水泥或等离子岩等新产品。”

然而，凯特·斯宾塞教授，一位环境地球化学专家，曾与英国环境署合作调查历史垃圾填埋场的影响，他怀疑挖掘和清理这些垃圾填埋场的可行性。她说，虽然在技术上可能做到这一点，但这将需要巨大的资金投资，并将是一个巨大的后勤运作。

斯宾塞说E&T“我们观察过的一些垃圾填埋场有半公里长，几米深。这是大量的废料，而且变化很大。从我们所做的化学分析中，我们发现，污染物的水平在厘米尺度、米尺度和更大尺度上变化很大。

“在回收方面真正具有挑战性的一件事是，在所有这些废物中，有很多实际上没有任何用处。显然，其中会有贵金属，但它们非常分散。技术需要进步的方式之一是确定我们如何获得对我们有价值的材料，以及我们如何处理那些没有价值的材料。”

她补充说:“目前，我能想到的就是，你有数百万吨的废物，你必须以某种方式清除它们，然后呢?把它送到设施去?这些是他们提出的技术吗原位?

“挑战在于消除浪费。你使用的每一件设备都会被污染。是的，你可以通过测试来发现里面有什么，但你需要做多少测试才能准确地发现里面有什么?”

她还说，根据现行环境法规管理的现代垃圾填埋场与含有潜在危险物质的旧垃圾填埋场之间存在“巨大差异”。

“例如，如果你的补救措施对其中含有一定量的汞至关重要，那么你如何系统、彻底地分析如此大量的材料，以确定汞含量是否合适?”她问道。

尽管如此，约翰·柯林斯仍然对英国垃圾填埋场采矿的前景持乐观态度。他表示:“如果人们有这样做的愿望，那么我认为可能只需要两三年时间。”“已经有各种各样的传感器可以检测出像砷这样有趣的物质。探测像锂这样的物质应该不会太难。”

但他补充说:“目前人们对垃圾填埋完全沾沾自喜，并不真正了解生物采矿。这是眼不见，心不烦。”

柯林斯说，生物工程的其他潜在应用包括创造改良细菌来阻止下水道中脂肪的形成。“你可以把它们放在饮料里，它们就可以这样进入下水道，”他建议道。他还提出了使用Crispr-Cas9来创造微生物的前景，这些微生物可以咬断海洋中的塑料，或从河流中去除雌激素。

他说:“就像我们用理性设计让汽车跑得更快或让飞机飞离地面一样，我们也可以用同样的方法研究生物学。”