Om du skulle stapla ihop allt elektroniskt avfall som produceras årligen runt om i världen skulle det väga lika mycket som alla kommersiella flygplan som någonsin producerats, eller 5, 000 Eiffeltorn. Detta är en växande "tsunami" enligt FN, och det matas av alla telefoner, surfplattor och andra elektroniska enheter som kastas varje dag.

Av de 44,7 miljoner ton elektroniskt avfall (ofta förkortat till "e-avfall") som producerades runt om i världen 2017, 90% skickades till deponi, förbränd, eller handlas olagligt. Europa och USA stod för nästan hälften av detta - EU förväntas producera 12 miljoner ton bara 2020. Om inget görs för att bekämpa problemet, världen förväntas producera mer än 120 miljoner ton årligen år 2050.

Rika länder i Europa och Nordamerika exporterar mycket av sitt e-avfall till utvecklingsländer i Afrika och Asien. Mycket av detta hamnar på deponier, där giftiga metaller läcker ut och kommer in i grundvatten och näringskedjor, hotar människors hälsa och miljön.

Så skrämmande som detta problem verkar, vi jobbar på en lösning. Med hjälp av en process som kallas bioleaching, vi utvinner och återvinner dessa metaller från e-avfall med giftfria bakterier.

Skatt från avfall

Det kan förvåna dig att lära dig att dessa giftiga metaller faktiskt är mycket värdefulla. Det är en bitter ironi att de e-waste bergen som samlas på världens fattigaste platser faktiskt innehåller en förmögenhet. Ädelmetaller finns i din telefon och dator, och varje år används guld och silver för 21 miljarder dollar för att tillverka nya elektroniska enheter. E-avfall tros innehålla 7% av världens guld, och kan användas för att tillverka nya produkter om de kan återvinnas säkert.

Med ett uppskattat värde på 62,5 miljarder dollar per år, de ekonomiska fördelarna med att återvinna e-avfall är tydliga. Och det skulle hjälpa till att möta bristen på nya naturresurser som behövs för att tillverka nya produkter. Några av elementen på ett kretskort - i huvudsak datorns hjärna - är råvaror vars tillgång är i fara.

Andra element som finns inom elektronik anses vara några av periodiska systemets mest hotade. Det finns ett allvarligt hot om att de kommer att tömmas under nästa århundrade. Med dagens trender för användning av naturresurser, naturliga indiumkällor kommer att tömmas om cirka 10 år, platina på 15 år och silver på 20 år.

Men att återvinna dessa material är svårare än du kan föreställa dig.

Pyrometallurgi och hydrometallurgi är den nuvarande tekniken som används för utvinning och återvinning av e-avfallsmetaller. De involverar höga temperaturer och giftiga kemikalier, och det är extremt skadligt för miljön. De kräver mycket energi och producerar också stora mängder giftig gas, skapar mer föroreningar och lämnar ett stort koldioxidavtryck.

Men bioleaching har funnits som en lösning på dessa problem ända sedan Romerrikets era. Den moderna gruvindustrin har förlitat sig på den i årtionden, använder mikrober - främst bakterier, men också några svampar - för att utvinna metaller från malmer.

Mikroorganismer modifierar kemiskt metallen, frigöra den från den omgivande stenen och låta den lösas upp i en mikrobiell soppa, från vilken metallen kan isoleras och renas. Bioleaching kräver väldigt lite energi och har ett litet koldioxidavtryck. Inga giftiga kemikalier används heller, gör det miljövänligt och säkert.

Trots hur användbart det är, tillämpning av bioleaching på e-avfall har mestadels varit en akademisk strävan. Men vår forskargrupp leder den första industriella insatsen. I en färsk studie, vi rapporterade hur vi lyckades extrahera koppar från kasserade datorkretskort med denna metod och återvinna det till högkvalitativ folie.

Olika metaller har olika egenskaper, så nya metoder måste ständigt utvecklas. Extrahera metaller genom bioleaching, fastän det inte är förorenat, är också långsammare än de traditionella metoderna. Men tack och lov, genteknik har redan visat att vi kan förbättra hur effektivt dessa mikrober kan användas vid grön återvinning.

Efter vår framgång återvinning av metaller från kasserade datorer, forskare försöker andra typer av e-avfall, inklusive elektriska batterier. Men att utveckla bättre återvinningstekniker är bara en pusselbit. För en helt cirkulär ekonomi, återvinning bör börja med tillverkare och producenter. Att designa enheter som lättare återvinns och hantera bortkastningskulturen som behandlar det växande problemet med likgiltighet är båda lika viktiga för att bromsa den kommande tsunamin.

Denna artikel publiceras från The Conversation under en Creative Commons -licens. Läs originalartikeln.