پلاستیک در جهان

در سال 2050، وزن زباله های پلاستیکی در اقیانوس ها از وزن ماهی ها بیشتر خواهد شد! چنین هشداری در گزارشی از سوی بنیاد الن مک آرتور و مک کینزی که به مناسبت مجمع جهانی اقتصاد در داووس در سال 2016 منتشر شد، گنجانده شد.

همانطور که در سند خواندیم، نسبت تن پلاستیک به تن ماهی در آب های اقیانوس در سال 2014 یک به پنج بوده است. در سال 2025 از هر سه یک نفر و در سال 2050 زباله های پلاستیکی بیشتری وجود خواهد داشت... این گزارش بر اساس مصاحبه با بیش از 180 متخصص و تجزیه و تحلیل بیش از دویست مطالعه دیگر تهیه شده است. نویسندگان این گزارش خاطرنشان می کنند که تنها 14 درصد از بسته بندی های پلاستیکی بازیافت می شود. برای سایر مواد، نرخ بازیافت بسیار بالاتر است و 58 درصد کاغذ و تا 90 درصد آهن و فولاد بازیافت می‌شود.

1. تولید جهانی پلاستیک در سال 1950-2010

به لطف سهولت استفاده، تطبیق پذیری و کاملا واضح است که به یکی از محبوب ترین مواد در جهان تبدیل شده است. استفاده از آن از سال 1950 تا 2000 تقریباً دویست برابر شد (1) و انتظار می رود در بیست سال آینده دو برابر شود.

2. تصویری از بهشت ​​اقیانوس آرام مجمع الجزایر تووالو

. ما آن را در بطری ها، فویل ها، قاب پنجره ها، لباس ها، ماشین های قهوه ساز، ماشین ها، کامپیوترها و قفس ها پیدا می کنیم. حتی یک چمن فوتبال الیاف مصنوعی را بین تیغه های طبیعی چمن پنهان می کند. کیسه های پلاستیکی و کیسه هایی که گاهی به طور تصادفی توسط حیوانات خورده می شوند در کنار جاده ها و مزارع ریخته می شوند (2). اغلب، به دلیل عدم وجود جایگزین، زباله های پلاستیکی سوزانده می شوند و بخارات سمی را در جو آزاد می کنند. زباله های پلاستیکی فاضلاب را مسدود می کند و باعث سیل می شود. آنها از جوانه زدن گیاهان و جذب آب باران جلوگیری می کنند.

3. لاک پشت فویل پلاستیکی می خورد

کوچکترین چیزها بدترین هستند

بسیاری از محققان خاطرنشان می کنند که خطرناک ترین زباله های پلاستیکی، بطری های PET شناور در اقیانوس یا میلیاردها کیسه پلاستیکی در حال فروریختن نیستند. بزرگترین مشکل اشیایی است که ما واقعاً متوجه آنها نمی شویم. اینها الیاف پلاستیکی نازکی هستند که در پارچه لباس های ما بافته شده اند. ده‌ها راه، صدها جاده، از طریق فاضلاب‌ها، رودخانه‌ها، حتی از طریق جو، به محیط زیست نفوذ می‌کنند، به زنجیره غذایی حیوانات و انسان‌ها. مضرات این نوع آلودگی ها می رسد سطح ساختارهای سلولی و DNA!

متأسفانه صنعت پوشاک که تخمین زده می شود حدود 70 میلیارد تن از این نوع الیاف را به 150 میلیارد قطعه لباس تبدیل کند، در واقع به هیچ وجه تحت نظارت نیست. تولید کنندگان لباس مشمول محدودیت ها و کنترل های سختگیرانه ای مانند بسته بندی های پلاستیکی یا بطری های PET فوق الذکر نیستند. در مورد سهم آنها در آلودگی پلاستیکی جهان کمی گفته یا نوشته شده است. همچنین هیچ روش دقیق و ثابت شده ای برای دور انداختن لباس های در هم تنیده با الیاف مضر وجود ندارد.

یک مشکل مرتبط و نه کمتر به اصطلاح پلاستیک میکرو متخلخل، یعنی ذرات مصنوعی کوچک با اندازه کمتر از 5 میلی متر. این گرانول ها از منابع زیادی به دست می آیند - پلاستیک هایی که در محیط، در تولید پلاستیک، یا در فرآیند ساییدگی لاستیک های خودرو در حین کارشان تجزیه می شوند. به لطف پشتیبانی از عملکرد پاک کننده، ذرات میکروپلاستیک را می توان حتی در خمیر دندان، ژل دوش و محصولات لایه بردار پیدا کرد. با فاضلاب وارد رودخانه ها و دریاها می شوند. اکثر تصفیه خانه های فاضلاب معمولی نمی توانند آنها را بگیرند.

ناپدید شدن نگران کننده زباله

پس از مطالعه 2010-2011 توسط یک اکتشاف دریایی به نام مالاسپینا، به طور غیرمنتظره ای مشخص شد که زباله های پلاستیکی به میزان قابل توجهی کمتر از آنچه تصور می شد در اقیانوس ها وجود دارد. برای ماهها. دانشمندان روی یک صید حساب می کردند که میزان پلاستیک اقیانوس را در میلیون ها تن تخمین بزند. در همین حال، یک گزارش مطالعه که در مجله Proceedings of the National Academy of Sciences در سال 2014 منتشر شد، در مورد… 40 صحبت می کند. لحن دانشمندان دریافته اند که 99 درصد از پلاستیکی که باید در آب های اقیانوس شناور باشد از بین رفته است!

4. پلاستیک و حیوانات

همه چیز خوب است؟ قطعا نه. دانشمندان حدس می زنند که پلاستیک گم شده وارد زنجیره غذایی اقیانوس ها شده است. بنابراین: زباله ها به طور انبوه توسط ماهی ها و دیگر موجودات دریایی خورده می شوند. این اتفاق پس از تکه تکه شدن در اثر عمل خورشید و امواج رخ می دهد. سپس تکه های شناور کوچک ماهی را می توان با غذای آنها - موجودات دریایی کوچک - اشتباه گرفت. عواقب خوردن قطعات کوچک پلاستیک و دیگر تماس با پلاستیک هنوز به خوبی درک نشده است، اما احتمالاً تأثیر خوبی ندارد (4).

بر اساس برآوردهای محافظه کارانه منتشر شده در مجله Science، سالانه بیش از 4,8 میلیون تن زباله پلاستیکی وارد اقیانوس ها می شود. با این حال، می تواند به 12,7 میلیون تن برسد. دانشمندان پشت این محاسبات می گویند که اگر میانگین برآورد آنها حدود 8 میلیون تن باشد، این مقدار زباله 34 جزیره به اندازه منهتن را در یک لایه پوشش می دهد.

نویسندگان اصلی این محاسبات دانشمندان دانشگاه کالیفرنیا در سانتا باربارا هستند. آنها در طول کار خود با آژانس های فدرال ایالات متحده و سایر دانشگاه ها همکاری داشتند. یک واقعیت جالب این است که طبق این برآوردها فقط از 6350 تا 245 هزار. تن‌های پلاستیکی که در دریا ریخته شده روی سطح آب‌های اقیانوس شناور هستند. بقیه جای دیگری هستند. به گفته دانشمندان، هم در بستر دریا و هم در سواحل و البته در موجودات جانوری.

ما حتی داده های جدیدتر و حتی وحشتناک تری داریم. اواخر سال گذشته، Plos One، یک مخزن آنلاین مواد علمی، مقاله مشترکی را توسط محققان صدها مرکز علمی منتشر کرد که مجموع جرم زباله های پلاستیکی شناور در سطح اقیانوس های جهان را 268 تن تخمین زدند! ارزیابی آنها بر اساس داده های 940 سفر انجام شده در سال 24-2007 است. در آبهای گرمسیری و مدیترانه.

"قاره ها" (5) زباله های پلاستیکی ساکن نیستند. بر اساس شبیه سازی حرکت جریان های آب در اقیانوس ها، دانشمندان توانستند تعیین کنند که آنها در یک مکان جمع نمی شوند - بلکه در مسافت های طولانی حمل می شوند. در نتیجه عمل باد بر روی سطح اقیانوس ها و چرخش زمین (از طریق به اصطلاح نیروی کوریولیس)، گرداب های آب در پنج جرم بزرگ سیاره ما - یعنی. اقیانوس آرام شمالی و جنوبی، اقیانوس اطلس شمالی و جنوبی و اقیانوس هند، جایی که تمام اجسام پلاستیکی شناور و زباله ها به تدریج در آن انباشته می شوند. این وضعیت هر سال به صورت دوره ای تکرار می شود.

5. نقشه توزیع زباله های پلاستیکی در اقیانوس در اندازه های مختلف.

آشنایی با مسیرهای مهاجرت این «قاره ها» نتیجه شبیه سازی های طولانی با استفاده از تجهیزات تخصصی (معمولاً در تحقیقات آب و هوایی مفید) است. مسیری که چندین میلیون زباله پلاستیکی طی می‌کنند مورد مطالعه قرار گرفته است. مدل‌سازی نشان داد که در سازه‌هایی که در مساحتی به وسعت چند صد هزار کیلومتر ساخته شده‌اند، جریان‌های آب وجود داشته و بخشی از زباله‌ها را فراتر از بالاترین غلظت خود می‌برد و به سمت شرق هدایت می‌کند. البته عوامل دیگری مانند قدرت موج و باد نیز وجود دارد که در تهیه مطالعه فوق مورد توجه قرار نگرفت، اما قطعاً در سرعت و جهت حمل پلاستیک نقش بسزایی دارد.

این "زمین‌های" زباله‌های متحرک نیز وسیله‌ای عالی برای انواع مختلف ویروس‌ها و باکتری‌ها هستند که در نتیجه می‌توانند راحت‌تر پخش شوند.

نحوه پاکسازی "قاره های زباله"

قابل جمع آوری با دست زباله های پلاستیکی برای برخی نفرین و برای برخی منبع درآمد است. آنها حتی توسط سازمان های بین المللی هماهنگ می شوند. کلکسیونرهای جهان سوم پلاستیک جدا در خانه. آنها با دست یا با ماشین های ساده کار می کنند. پلاستیک ها خرد شده یا به قطعات کوچک بریده می شوند و برای پردازش بیشتر فروخته می شوند. واسطه بین آنها، اداره و سازمان های عمومی، سازمان های تخصصی هستند. این همکاری درآمد پایداری را برای مجموعه داران فراهم می کند. در عین حال راهی برای حذف زباله های پلاستیکی از محیط زیست است.

با این حال، جمع آوری دستی نسبتا ناکارآمد است. بنابراین، ایده هایی برای فعالیت های جاه طلبانه تر وجود دارد. به عنوان مثال، شرکت هلندی Boyan Slat، به عنوان بخشی از پروژه پاکسازی اقیانوس، ارائه می دهد نصب رهگیرهای شناور زباله در دریا.

یک مرکز آزمایشی جمع آوری زباله در نزدیکی جزیره تسوشیما، واقع بین ژاپن و کره، بسیار موفق بوده است. با هیچ منبع انرژی خارجی تغذیه نمی شود. استفاده از آن بر اساس آگاهی از اثرات باد، جریان های دریایی و امواج است. زباله های پلاستیکی شناور، که در یک تله منحنی به شکل قوس یا شکاف (6) گرفتار شده اند، بیشتر به ناحیه ای که در آن انباشته می شوند رانده می شوند و نسبتاً به راحتی می توان آنها را جدا کرد. اکنون که این راه حل در مقیاس کوچکتر آزمایش شده است، تأسیسات بزرگتر، حتی به طول صد کیلومتر، باید ساخته شود.

6. جمع آوری زباله های پلاستیکی شناور به عنوان بخشی از پروژه The Ocean Cleanup.

مخترع و میلیونر معروف جیمز دایسون این پروژه را چند سال پیش توسعه داد. MV Reciklonیا جاروبرقی بزرگوظیفه آنها پاکسازی آبهای اقیانوس از زباله ها، عمدتاً پلاستیکی، خواهد بود. دستگاه باید زباله ها را با توری جمع کند و سپس با چهار جاروبرقی گریز از مرکز آن را بمکد. مفهوم این است که مکش باید خارج از آب انجام شود و ماهی را به خطر نیاندازد. دایسون یک طراح تجهیزات صنعتی انگلیسی است که بیشتر به عنوان مخترع جاروبرقی سیکلون بدون کیسه شناخته می شود.

و با این انبوه زباله چه باید کرد، وقتی هنوز برای جمع آوری آن وقت دارید؟ هیچ کمبودی در ایده وجود ندارد. به عنوان مثال، دیوید کاتز کانادایی پیشنهاد ایجاد یک شیشه پلاستیکی ().

زباله در اینجا یک نوع ارز خواهد بود. آنها را می توان با پول، لباس، غذا، شارژ موبایل یا چاپگر سه بعدی مبادله کرد.، که به نوبه خود به شما امکان می دهد وسایل خانگی جدیدی از پلاستیک بازیافتی ایجاد کنید. این ایده حتی در لیما، پایتخت پرو نیز اجرا شده است. اکنون کاتز قصد دارد مقامات هائیتی را به او علاقه مند کند.

بازیافت کار می کند، اما نه همه چیز

اصطلاح "پلاستیک" به موادی گفته می شود که جزء اصلی آنها پلیمرهای مصنوعی، طبیعی یا اصلاح شده هستند. پلاستیک ها را می توان هم از پلیمرهای خالص و هم از پلیمرهای اصلاح شده با افزودن مواد کمکی مختلف به دست آورد. اصطلاح "پلاستیک" در زبان محاوره ای همچنین محصولات نیمه تمام برای فرآوری و محصولات نهایی را در بر می گیرد، مشروط بر اینکه از موادی ساخته شده باشند که می توان آنها را به عنوان پلاستیک طبقه بندی کرد.

حدود بیست نوع رایج پلاستیک وجود دارد. هر کدام دارای گزینه های متعددی هستند تا به شما در انتخاب بهترین مواد برای برنامه خود کمک کنند. پنج (یا شش) گروه وجود دارد پلاستیک های حجیم: پلی اتیلن (PE، شامل چگالی بالا و کم، HD و LD)، پلی پروپیلن (PP)، پلی وینیل کلراید (PVC)، پلی استایرن (PS) و پلی اتیلن ترفتالات (PET). این به اصطلاح پنج یا شش بزرگ (7) تقریباً 75 درصد تقاضای اروپا برای همه پلاستیک ها را پوشش می دهد و بزرگترین گروه پلاستیک های ارسال شده به محل های دفن زباله شهری را نشان می دهد.

دفع این مواد توسط سوزاندن در فضای باز این به هیچ وجه توسط متخصصان و عموم مردم پذیرفته نمی شود. از طرفی برای این منظور می توان از زباله سوزهای سازگار با محیط زیست استفاده کرد که باعث کاهش ضایعات تا 90 درصد می شود.

نگهداری زباله در محل دفن زباله به اندازه سوزاندن آنها در فضای باز سمی نیست، اما دیگر در اکثر کشورهای توسعه یافته پذیرفته نمی شود. در حالی که این درست نیست که «پلاستیک بادوام است»، تجزیه زیستی پلیمرها بسیار بیشتر از مواد غذایی، کاغذ یا زباله‌های فلزی طول می‌کشد. به اندازه کافی طولانی که، برای مثال، در لهستان در سطح فعلی تولید زباله های پلاستیکی که حدود 70 کیلوگرم سرانه در سال است و با نرخ بازیافتی که تا همین اواخر به سختی از 10 درصد فراتر رفته بود، انباشته داخلی این زباله ها در یک دهه به 30 میلیون تن می رسید..

عواملی مانند محیط شیمیایی، قرار گرفتن در معرض (UV) و البته تکه تکه شدن مواد بر تجزیه آهسته پلاستیک تأثیر می گذارد. بسیاری از فن‌آوری‌های بازیافت (8) به سادگی بر تسریع این فرآیندها تکیه دارند. در نتیجه، ذرات ساده‌تری از پلیمرها به دست می‌آوریم که می‌توانیم آن‌ها را به موادی برای چیز دیگری تبدیل کنیم، یا ذرات کوچک‌تری که می‌توانند به عنوان مواد خام برای اکستروژن استفاده شوند، یا می‌توانیم به سطح شیمیایی برویم - برای زیست توده، آب، انواع مختلف. گازها، دی اکسید کربن، متان، نیتروژن.

8. بازیافت و فناوری های پردازش پلاستیک

روش دفع زباله های ترموپلاستیک نسبتاً ساده است، زیرا می توان آنها را بارها بازیافت کرد. با این حال، در طول فرآوری، تخریب جزئی پلیمر رخ می دهد و در نتیجه خواص مکانیکی محصول بدتر می شود. به همین دلیل، تنها درصد معینی از مواد بازیافتی به فرآیند فرآوری اضافه می‌شوند یا زباله‌ها به محصولاتی با نیازهای عملکرد پایین‌تر مانند اسباب‌بازی‌ها تبدیل می‌شوند.

یک مشکل بسیار بزرگتر در هنگام دور انداختن محصولات گرمانرم استفاده شده است نیاز به مرتب سازی از نظر دامنه که نیاز به مهارت های حرفه ای و حذف ناخالصی ها از آنها دارد. این همیشه سودمند نیست. پلاستیک های ساخته شده از پلیمرهای متقاطع در اصل قابل بازیافت نیستند.

همه مواد آلی قابل اشتعال هستند، اما از بین بردن آنها به این روش نیز دشوار است. این روش را نمی توان در مورد مواد حاوی گوگرد، هالوژن و فسفر اعمال کرد، زیرا در هنگام سوختن، مقدار زیادی گازهای سمی را در اتمسفر آزاد می کنند که علت به اصطلاح باران اسیدی است.

اول از همه، ترکیبات معطر آلی کلر آزاد می شوند که سمیت آنها چندین برابر سیانید پتاسیم است و اکسیدهای هیدروکربن به شکل دی اکسان - C₄H₈O₂ آی فورانز - سی₄H₄درباره انتشار در جو. آنها در محیط تجمع می یابند اما به دلیل غلظت کم به سختی قابل تشخیص هستند. جذب غذا، هوا و آب و تجمع در بدن باعث بیماری های شدید، کاهش ایمنی بدن، سرطان زا بودن و تغییرات ژنتیکی می شوند.

منبع اصلی انتشار دیوکسین فرآیندهای سوزاندن زباله های حاوی کلر است. به منظور جلوگیری از انتشار این ترکیبات مضر، تاسیسات مجهز به به اصطلاح. پس سوز، در دقیقه 1200 درجه سانتی گراد

زباله ها به روش های مختلف بازیافت می شوند

Технология بازیافت زباله ساخته شده از پلاستیک یک توالی چند مرحله ای است. بیایید با جمع آوری مناسب رسوب، یعنی جداسازی پلاستیک از زباله شروع کنیم. در کارخانه فرآوری ابتدا پیش مرتب سازی صورت می گیرد، سپس آسیاب و آسیاب، جداسازی اجسام خارجی، سپس دسته بندی پلاستیک ها بر اساس نوع، خشک کردن و به دست آوردن یک محصول نیمه تمام از مواد اولیه بازیافتی انجام می شود.

مرتب کردن زباله های جمع آوری شده بر اساس نوع همیشه امکان پذیر نیست. به همین دلیل است که آنها را با روش های مختلفی دسته بندی می کنند که معمولاً به مکانیکی و شیمیایی تقسیم می شوند. روش های مکانیکی عبارتند از: جداسازی دستی, فلوتاسیون یا پنوماتیک. اگر زباله آلوده باشد، این دسته بندی به روش مرطوب انجام می شود. روش های شیمیایی شامل هیدرولیز - تجزیه پلیمرها با بخار (مواد اولیه برای تولید مجدد پلی استرها، پلی آمیدها، پلی اورتان ها و پلی کربنات ها) یا پیرولیز در دمای پایینکه با آن مثلاً بطری های PET و لاستیک های مستعمل دفع می شود.

تحت پیرولیز، تبدیل حرارتی مواد آلی را در محیطی کاملاً بدون اکسیژن یا با اکسیژن کم یا بدون اکسیژن درک کنید. تجزیه در اثر حرارت در دمای پایین در دمای 450-700 درجه سانتیگراد انجام می شود و منجر به تشکیل گاز پیرولیز می شود که از بخار آب، هیدروژن، متان، اتان، مونوکسید کربن و دی اکسید و همچنین سولفید هیدروژن تشکیل شده است. آمونیاک، روغن، قطران، آب و مواد آلی، کک تجزیه در اثر حرارت و گرد و غبار با محتوای بالای فلزات سنگین. نصب نیازی به منبع تغذیه ندارد، زیرا بر روی گاز پیرولیز تولید شده در طی فرآیند گردش مجدد کار می کند.

تا 15 درصد گاز پیرولیز برای عملیات نصب مصرف می شود. این فرآیند همچنین تا 30٪ مایع پیرولیز تولید می کند، مشابه نفت کوره، که می تواند به بخش هایی مانند: 30٪ بنزین، حلال، 50٪ نفت کوره و 20٪ نفت کوره تقسیم شود.

بقیه مواد اولیه ثانویه به دست آمده از یک تن زباله عبارتند از: تا 50 درصد پیروکربنات کربن زباله جامد است، از نظر ارزش حرارتی نزدیک به کک، که می تواند به عنوان سوخت جامد، کربن فعال برای فیلترها و یا پودر به عنوان یک ماده شیمیایی استفاده شود. رنگدانه برای رنگ و تا 5% فلز (ضایعات انتهایی) در هنگام پیرولیز لاستیک خودرو.

خانه ها، جاده ها و سوخت

روش های بازیافت شرح داده شده فرآیندهای صنعتی جدی هستند. آنها در هر شرایطی در دسترس نیستند. لیزا فوگلسانگ وسترگارد (9) دانشجوی مهندسی دانمارکی، زمانی که در شهر جویگوپالپور هند در بنگال غربی بود، ایده‌ای غیرعادی به ذهن متبادر کرد - چرا از کیسه‌ها و بسته‌های پراکنده، آجرهایی نسازیم که مردم بتوانند از آن برای ساختن خانه‌ها استفاده کنند؟

9. لیزا فولسانگ وسترگارد

این فقط در مورد ساخت آجر نبود، بلکه طراحی کل فرآیند به گونه ای بود که افراد درگیر در پروژه واقعاً منتفع شوند. طبق برنامه او ابتدا زباله ها جمع آوری و در صورت لزوم پاکسازی می شوند. سپس مواد جمع آوری شده را با برش دادن آن به قطعات کوچکتر با قیچی یا چاقو آماده می کنند. مواد خام خرد شده را در قالب قرار داده و روی یک رنده خورشیدی قرار می دهند که در آن پلاستیک گرم می شود. بعد از حدود یک ساعت پلاستیک ذوب می شود و بعد از سرد شدن می توانید آجر تمام شده را از قالب خارج کنید.

آجر پلاستیکی آنها دارای دو سوراخ هستند که می توان از طریق آنها میله های بامبو را رزوه ای کرد و بدون استفاده از سیمان یا چسباننده های دیگر دیوارهای ثابتی ایجاد کرد. سپس چنین دیوارهای پلاستیکی را می توان به روش سنتی، به عنوان مثال، با لایه ای از خاک رس که آنها را در برابر نور خورشید محافظت می کند، گچ کاری کرد. خانه های ساخته شده از آجر پلاستیکی این مزیت را نیز دارند که بر خلاف آجرهای سفالی، به عنوان مثال در برابر باران های موسمی مقاوم هستند، به این معنی که بسیار بادوام تر می شوند.

لازم به یادآوری است که زباله های پلاستیکی در هند نیز استفاده می شود. راهسازی. تمام توسعه دهندگان جاده در کشور موظف به استفاده از زباله های پلاستیکی و همچنین مخلوط های قیری مطابق با مقررات دولت هند در نوامبر 2015 هستند. این باید به حل مشکل رو به رشد بازیافت پلاستیک کمک کند. این فناوری توسط پروفسور توسعه داده شده است. راجاگوپالانا واسودوان از دانشکده مهندسی مادورای.

کل فرآیند بسیار ساده است. ضایعات ابتدا با استفاده از دستگاه مخصوص به اندازه معینی خرد می شوند. سپس آنها را به یک سنگدانه به درستی آماده شده اضافه می کنند. زباله های پر شده با آسفالت داغ مخلوط می شوند. جاده در دمای 110 تا 120 درجه سانتی گراد گذاشته شده است.

استفاده از ضایعات پلاستیکی برای ساخت و ساز جاده مزایای زیادی دارد. این فرآیند ساده است و نیازی به تجهیزات جدید ندارد. برای هر کیلوگرم سنگ 50 گرم آسفالت استفاده می شود. یک دهم این می تواند زباله های پلاستیکی باشد که میزان آسفالت مصرفی را کاهش می دهد. زباله های پلاستیکی نیز کیفیت سطح را بهبود می بخشد.

مارتین اولازار، مهندس دانشگاه کشور باسک، یک خط فرآیند جالب و احتمالا امیدوارکننده برای پردازش زباله ها به سوخت های هیدروکربنی ساخته است. گیاهی که مخترع آن را به عنوان پالایشگاه معدن، بر اساس تجزیه در اثر حرارت مواد اولیه سوخت زیستی برای استفاده در موتورها است.

اولازار دو نوع خط تولید ساخته است. اولی زیست توده را پردازش می کند. مورد دوم، جالب‌تر، برای بازیافت زباله‌های پلاستیکی به موادی استفاده می‌شود که می‌توان از آنها برای مثال در تولید لاستیک استفاده کرد. ضایعات در معرض یک فرآیند پیرولیز سریع در راکتور در دمای نسبتاً پایین 500 درجه سانتیگراد قرار می گیرند که به صرفه جویی در انرژی کمک می کند.

با وجود ایده‌ها و پیشرفت‌های جدید در فناوری بازیافت، تنها درصد کمی از 300 میلیون تن زباله پلاستیکی تولید شده در سراسر جهان در سال تحت پوشش آن قرار می‌گیرد.

طبق مطالعه ای که توسط بنیاد الن مک آرتور انجام شده است، تنها 15 درصد از بسته بندی ها به ظروف ارسال می شود و تنها 5 درصد آن بازیافت می شود. نزدیک به یک سوم پلاستیک‌ها محیط‌زیست را آلوده می‌کنند، جایی که برای دهه‌ها و گاهی صدها سال در آنجا باقی می‌مانند.

بگذارید زباله ها خودشان ذوب شوند

بازیافت زباله های پلاستیکی یکی از جهت گیری هاست. این مهم است، زیرا ما قبلاً تعداد زیادی از این زباله ها را تولید کرده ایم و بخش قابل توجهی از صنعت هنوز هم محصولات زیادی را از مواد پلاستیکی بزرگ پنج تنی عرضه می کند. با این حال با گذشت زمان، اهمیت اقتصادی پلاستیک های زیست تخریب پذیر، مواد نسل جدید مبتنی بر مشتقات نشاسته، پلی لاکتیک اسید یا ... ابریشم، احتمالا افزایش می یابد..

10. کیسه های زباله زیست تخریب پذیر سگ d2w.

تولید این مواد همچنان نسبتاً گران است، همانطور که معمولاً در مورد راه حل های نوآورانه صدق می کند. با این حال، کل لایحه را نمی توان نادیده گرفت زیرا هزینه های مربوط به بازیافت و دفع را حذف نمی کند.

یکی از جالب ترین ایده ها در زمینه پلاستیک های زیست تخریب پذیر ساخته شده از پلی اتیلن، پلی پروپیلن و پلی استایرن است، به نظر می رسد این فناوری مبتنی بر استفاده از انواع افزودنی ها در تولید آنها باشد که با کنوانسیون ها شناخته شده است. d2w (10) یا FIR.

چند سالی است که محصول d2w شرکت بریتانیایی Symphony Environmental، از جمله در لهستان، بیشتر شناخته شده است. این یک افزودنی برای تولید پلاستیک های نرم و نیمه سخت است که از آن به خود تخریبی سریع و سازگار با محیط زیست نیاز داریم. به طور حرفه ای، عملیات d2w نامیده می شود تجزیه اکسی زیستی پلاستیک ها. این فرآیند شامل تجزیه مواد به آب، دی اکسید کربن، زیست توده و عناصر کمیاب بدون باقی مانده های دیگر و بدون انتشار متان است.

نام عمومی d2w به طیف وسیعی از مواد شیمیایی اضافه شده در طی فرآیند تولید به عنوان افزودنی به پلی اتیلن، پلی پروپیلن و پلی استایرن اشاره دارد. به اصطلاح d2w degradant، که فرآیند طبیعی تجزیه را در نتیجه تأثیر هر عامل انتخابی که باعث تجزیه می‌شود، مانند دما، پشتیبانی و تسریع می‌کند. آفتاب، فشار، آسیب مکانیکی یا کشش ساده.

تجزیه شیمیایی پلی اتیلن، متشکل از اتم های کربن و هیدروژن، زمانی رخ می دهد که پیوند کربن-کربن شکسته شود، که به نوبه خود، وزن مولکولی را کاهش می دهد و منجر به از دست دادن استحکام و دوام زنجیره می شود. به لطف d2w، روند تخریب مواد حتی به شصت روز کاهش یافته است. زنگ تفریح - که به عنوان مثال در فناوری بسته بندی مهم است - می توان با کنترل مناسب محتوا و انواع افزودنی ها، در طول تولید مواد برنامه ریزی کرد. پس از شروع، فرآیند تخریب تا تخریب کامل محصول ادامه خواهد داشت، خواه در اعماق زیرزمینی، زیر آب یا خارج از منزل باشد.

مطالعاتی انجام شده است تا تأیید کند که خود تجزیه شدن از d2w ایمن است. پلاستیک های حاوی d2w قبلا در آزمایشگاه های اروپایی آزمایش شده اند. آزمایشگاه Smithers/RAPRA مناسب بودن d2w را برای تماس با غذا آزمایش کرده است و چندین سال است که توسط خرده فروشان عمده مواد غذایی در انگلستان استفاده می شود. افزودنی اثر سمی ندارد و برای خاک بی خطر است.

البته راه حل هایی مانند d2w به سرعت جایگزین بازیافت توصیف شده قبلی نمی شوند، اما ممکن است به تدریج وارد فرآیند بازیافت شوند. در نهایت می توان به مواد اولیه حاصل از این فرآیندها یک ماده تجزیه کننده اضافه کرد و یک ماده اکسی زیست تخریب پذیر به دست آورد.

مرحله بعدی پلاستیک است که بدون هیچ گونه فرآیند صنعتی تجزیه می شود. مثلاً مدارهایی که مدارهای الکترونیکی فوق نازکی از آنها ساخته شده است که پس از انجام عملکرد خود در بدن انسان حل می شوند.، برای اولین بار در مهرماه سال گذشته ارائه شد.

اختراع ذوب مدارهای الکترونیکی بخشی از یک مطالعه بزرگتر از به اصطلاح زودگذر - یا، اگر دوست دارید، "موقت" - الکترونیک () و موادی است که پس از تکمیل کار خود ناپدید می شوند. دانشمندان قبلاً روشی را برای ساختن تراشه از لایه های بسیار نازک به نام ابداع کرده اند نانو غشاء. آنها در عرض چند روز یا چند هفته حل می شوند. مدت زمان این فرآیند با ویژگی های لایه ابریشم که سیستم ها را می پوشاند تعیین می شود. محققان توانایی کنترل این ویژگی‌ها را دارند، یعنی با انتخاب پارامترهای لایه مناسب، تصمیم می‌گیرند تا چه مدت محافظت دائمی برای سیستم باقی بماند.

همانطور که پروفسور بی بی سی توضیح داد. Fiorenzo Omenetto از دانشگاه Tufts در ایالات متحده: "الکترونیک محلول به همان اندازه مدارهای سنتی قابل اعتماد عمل می کند، در محیطی که در آن قرار دارند، در زمان مشخص شده توسط طراح، ذوب می شوند. ممکن است روزها یا سال ها باشد."

به گفته پروفسور جان راجرز از دانشگاه ایلینویز، کشف امکانات و کاربردهای مواد انحلال کنترل شده هنوز در راه است. شاید جالب ترین چشم انداز این اختراع در زمینه دفع زباله های زیست محیطی باشد.

آیا باکتری کمک خواهد کرد؟

پلاستیک های محلول یکی از روندهای آینده است، به معنای تغییر به سمت مواد کاملا جدید. ثانیاً، به دنبال راه هایی برای تجزیه سریع مواد مضر برای محیط زیست باشید که از قبل در محیط هستند و اگر از آنجا ناپدید شوند، خوب است.

اخیراً موسسه فناوری کیوتو تخریب چند صد بطری پلاستیکی را تجزیه و تحلیل کرد. در طی تحقیقات مشخص شد که یک باکتری وجود دارد که می تواند پلاستیک ها را تجزیه کند. او را صدا زدند . این کشف در مجله معتبر Science شرح داده شده است.

این محصول از دو آنزیم برای حذف پلیمر PET استفاده می کند. یکی باعث ایجاد واکنش های شیمیایی برای شکستن مولکول ها می شود و دیگری به آزاد شدن انرژی کمک می کند. این باکتری در یکی از 250 نمونه گرفته شده در مجاورت یک کارخانه بازیافت بطری PET یافت شد. به گروهی از میکروارگانیسم‌ها تعلق داشت که سطح غشای PET را با سرعت 130 میلی‌گرم بر سانتی‌متر مربع در روز در دمای 30 درجه سانتی‌گراد تجزیه کردند. دانشمندان همچنین موفق شدند مجموعه مشابهی از میکروارگانیسم ها را بدست آورند که فاقد آن هستند، اما قادر به متابولیسم PET نیستند. این مطالعات نشان داد که در واقع پلاستیک را تجزیه زیستی می کند.

برای به دست آوردن انرژی از PET، باکتری ابتدا PET را با آنزیم انگلیسی (PET hydrolase) به اسید مونو (2-هیدروکسی اتیل) ترفتالیک (MGET) هیدرولیز می کند، که سپس در مرحله بعد با استفاده از یک آنزیم انگلیسی (MGET hydrolase) هیدرولیز می شود. . روی مونومرهای پلاستیکی اصلی: اتیلن گلیکول و اسید ترفتالیک. باکتری ها می توانند از این مواد شیمیایی به طور مستقیم برای تولید انرژی استفاده کنند (11).

11. تخریب PET توسط باکتری 

متأسفانه، شش هفته کامل و شرایط مناسب (از جمله دمای 30 درجه سانتیگراد) طول می کشد تا یک کلنی یک قطعه نازک پلاستیکی را باز کند. این واقعیت را تغییر نمی دهد که یک کشف می تواند چهره بازیافت را تغییر دهد.

ما قطعا محکوم به زندگی با زباله های پلاستیکی پراکنده در همه جا نیستیم (12). همانطور که اکتشافات اخیر در زمینه علم مواد نشان می دهد، ما می توانیم برای همیشه از شر پلاستیک های حجیم و سخت خلاص شویم. با این حال، حتی اگر به زودی به پلاستیک کاملاً زیست تخریب‌پذیر روی بیاوریم، ما و فرزندانمان باید برای مدت طولانی با باقی مانده‌ها دست و پنجه نرم کنیم. دوران پلاستیک دور ریخته شده. شاید این درس خوبی برای بشریت باشد که هرگز فناوری را بدون فکر دوم صرفاً به دلیل ارزان و راحت بودن رها نمی کند؟