一種細菌有望讓電子垃圾變廢為寶，還能降低環境污染

一種名叫 Chromobacterium violaceum 的細菌能夠通過「生物淋洗」的方式，將廢舊電子產品中的貴金屬提取出來，並且不會對環境造成破壞。這種「綠色工藝」有望在未來改變當下電子垃圾的回收利用方式。這一研究成果發表在了 1 月 15 日出版的《美國國家科學院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences）上。

地球上的電子垃圾正變得越來越多，尤其在手機成為快消品之後。

僅在 2016 年，人類丟棄的電子垃圾就達到了 4470 萬噸，而且據估計在 2021 年被扔棄的電子產品將達到約 5200 萬噸。根據聯合國環境署 2012 年發布的《化電子垃圾為資源》報告，作為全球數量最多和更換頻率最高的電子產品，全球每年廢棄的手機約有4億部。在中國，每年有近 8000 萬部舊手機被淘汰。

這些數量龐大的廢舊電子產品在被扔棄之後，有 4% 會被填埋或者焚燒，有 20% 會得到適當的回收處理，而剩下 76% 的準確去向則不得而知。其中有相當一部分會被運往發展中國家，通過原始的高溫燃燒和酸洗的方式提取電子垃圾中的貴金屬。

據估計，一台普通的 iPhone 中含有 0.034 克黃金，0.34 克銀，0.015 克鈀以及不到千分之一克的鉑。此外還含有約 25 克鋁和 15 克銅。一噸 iPhone 中所含的黃金是一噸金礦中所含黃金的 300 倍，銀含量也是同等質量銀礦石的 6.5 倍。

當發展中國家在電子垃圾中淘得金銀的同時，在那些用原始方式處理電子垃圾的地方，環境也受到了極大的破壞。

在中國實施洋垃圾「禁廢令」之前，廣東貴嶼這座因處理電子垃圾而興起的小鎮，就曾因原始粗放的處理方式一度成為全球電子垃圾污染最嚴重的地區之一。當地空氣中曾經瀰漫著的因燃燒和酸洗電子垃圾而產生的難聞而又刺激的味道甚至被稱為「貴嶼味道」。

即使是通過更為複雜的工藝處理電子垃圾也依然會有污染的問題。高溫冶金需要大量的能源來將電子垃圾加熱到 1000℃ 以上，而且在這一過程中會伴隨著毒廢氣的釋放。而濕法冶金則需要用到強酸或者氰化物等有毒化學物質，在處理電子垃圾的過程中會產生有毒的廢水。

不夠理想的處理工藝令科學家們將電子垃圾處理方式的革新寄望於一種名叫 「生物淋洗」（bioleaching）的方法——一些細菌可以通過分泌特殊的物質分離礦石中的金屬。這並不是什麼新發現，許多礦采企業很早就開始採用這種方法來提取礦石中的金屬。

大概從 2007 年開始，新加坡國立大學的環境化學工程師 Yen-Peng Ting 就試圖利用 Chromobacterium violaceum 來提取電子垃圾中的金。

圖片來自：PNAS

這種細菌能夠分泌一種能將甘氨酸（一種氨基酸）轉化為氰化氫的酶。氰化氫在溶液中離解產生的氰離子能夠和金原子結合，從而將金原子從電子廢料中提取出來。區別傳統濕法冶金的關鍵在於，在完成上面的過程之後，這種細菌能夠將多餘的氰離子轉化為無毒的 β-氰基丙氨酸（β-cyanoalanine），因此在冶金的過程中不會產生污染。

相比於傳統的電子垃圾處理方式，生物淋洗要環保得多，不過這種方法現在還有一個大的瓶頸有待解決，那就是回收率還不夠高。傳統的高溫冶金和濕法冶金工藝對電子垃圾中的金可以做到接近 100% 的回收，而目前 Ting 的研究團隊即使在最佳的實驗條件下，通過生物淋洗實現的最高回收率也只有 69%。

因此，通過生物淋洗的方式提取電子垃圾中的貴金屬在未來更有可能是以補充現有工藝而非完全取代的方式存在。而且微生物並不是無所不能。在回收電子垃圾的其他組分方面，比如塑料，仍然需要傳統的物理或者化學工藝。

「最終，這將是一個綜合性的過程，」 Ting 說。

題圖來自：PNAS

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