Plastikas pasaulyje

2050 m. plastiko atliekų svoris vandenynuose viršys žuvų svorį kartu! Toks įspėjimas buvo įtrauktas į Ellen MacArthur fondo ir McKinsey ataskaitą, paskelbtą Pasaulio ekonomikos forumo Davose proga 2016 m.

Kaip skaitome dokumente, plastiko tonų ir tonų žuvų santykis vandenynų vandenyse 2014 metais buvo vienas prieš penkis. 2025 metais jų bus kas trečias, o 2050 metais plastiko atliekų bus daugiau... Ataskaita buvo paremta interviu su daugiau nei 180 ekspertų ir daugiau nei dviejų šimtų kitų tyrimų analize. Ataskaitos autoriai pažymi, kad plastikinių pakuočių perdirbama tik 14 proc. Kitų medžiagų perdirbimo lygis išlieka daug didesnis – atgaunama 58 % popieriaus ir iki 90 % geležies ir plieno.

1. Pasaulinė plastikų gamyba 1950-2010 m

Dėl savo naudojimo paprastumo, universalumo ir akivaizdžiai ji tapo viena populiariausių medžiagų pasaulyje. Jo naudojimas išaugo beveik du šimtus kartų nuo 1950 m. iki 2000 m. (1) ir tikimasi, kad per ateinančius dvidešimt metų padvigubės.

2. Paveikslas iš Ramiojo vandenyno rojaus Tuvalu archipelago

. Jį randame buteliuose, folijoje, langų rėmuose, drabužiuose, kavos aparatuose, automobiliuose, kompiuteriuose ir narveliuose. Net futbolo velėna slepia sintetinius pluoštus tarp natūralių žolės ašmenų. Plastikiniai maišeliai ir maišeliai, kuriuos kartais netyčia suėda gyvūnai, mėtosi pakelėse ir laukuose (2). Dažnai dėl alternatyvų trūkumo plastiko atliekos deginamos, į atmosferą išleidžiant nuodingus garus. Plastikinės atliekos užkemša kanalizaciją, sukelia potvynius. Jie neleidžia augalams dygti ir absorbuoti lietaus vandenį.

3. Vėžlys valgo plastikinę foliją

Mažiausi dalykai yra patys blogiausi

Daugelis tyrinėtojų pastebi, kad pavojingiausios plastiko atliekos nėra vandenyne plūduriuojantys PET buteliai ar milijardai griūvančių plastikinių maišelių. Didžiausia problema – objektai, kurių mes tikrai nepastebime. Tai ploni plastikiniai pluoštai, įausti į mūsų drabužių audinį. Dešimtys būdų, šimtai kelių, per kanalizaciją, upes, net per atmosferą jie prasiskverbia į aplinką, į gyvūnų ir žmonių mitybos grandines. Šios rūšies taršos kenksmingumas pasiekia ląstelių struktūrų ir DNR lygį!

Deja, drabužių pramonė, kuri, kaip manoma, perdirba apie 70 milijardų tonų tokio pluošto į 150 milijardų drabužių, iš tikrųjų nėra niekaip reguliuojama. Drabužių gamintojams netaikomi tokie griežti apribojimai ir kontrolė, kaip plastikinių pakuočių ar minėtų PET butelių gamintojams. Mažai kalbama ir rašoma apie jų indėlį į pasaulio taršą plastiku. Taip pat nėra griežtų ir nusistovėjusių drabužių, persipynusių kenksmingais pluoštais, išmetimo procedūrų.

Susijusi ir ne mažesnė problema yra vadinamoji mikroporuotas plastikasty mažos sintetinės dalelės, mažesnės nei 5 mm. Granulės atkeliauja iš daugybės šaltinių – plastikų, kurie suyra aplinkoje, plastikų gamyboje ar automobilių padangų trinties procese jų veikimo metu. Dėl valomojo poveikio mikroplastiko dalelių galima rasti net dantų pastose, dušo želė ir šveitimo priemonėse. Su nuotekomis jie patenka į upes ir jūras. Dauguma įprastų nuotekų valymo įrenginių negali jų sugauti.

Nerimą keliantis atliekų dingimas

Po 2010–2011 m. jūrų ekspedicijos, pavadintos Malaspina, atlikto tyrimo netikėtai buvo nustatyta, kad vandenynuose plastiko atliekų yra žymiai mažiau, nei manyta. Ištisus mėnesius. Mokslininkai tikėjosi laimikio, kuris galėtų įvertinti vandenyno plastiko kiekį milijonais tonų. Tuo tarpu 2014 m. žurnale Proceedings of the National Academy of Sciences pasirodžiusiame tyrimo ataskaitoje kalbama apie... 40 tūkst. tonas. Mokslininkai tai nustatė Trūksta 99% plastiko, kuris turėtų plūduriuoti vandenyno vandenyse!

4. Plastikas ir gyvūnai

Viskas gerai? Visiškai ne. Mokslininkai spėja, kad dingęs plastikas pateko į vandenynų maisto grandinę. Taigi: šiukšles masiškai valgo žuvys ir kiti jūrų organizmai. Tai atsitinka po suskaidymo dėl saulės ir bangų veikimo. Tada mažyčius plaukiojančius žuvų gabalėlius galima supainioti su jų maistu – mažytėmis jūros būtybėmis. Mažų plastiko gabalėlių valgymo ir kito kontakto su plastiku pasekmės dar nėra gerai suprantamos, bet tikriausiai tai nėra geras poveikis (4).

Žurnale „Science“ paskelbtais konservatyviais skaičiavimais, kasmet į vandenynus patenka daugiau nei 4,8 mln. tonų plastiko atliekų. Tačiau jis gali siekti 12,7 mln. Skaičiuojantys mokslininkai teigia, kad jei jų apskaičiuotas vidurkis būtų apie 8 mln. tonų, toks šiukšlių kiekis vienu sluoksniu padengtų 34 Manheteno dydžio salas.

Pagrindiniai šių skaičiavimų autoriai yra Kalifornijos universiteto Santa Barbaroje mokslininkai. Dirbdami jie bendradarbiavo su JAV federalinėmis agentūromis ir kitais universitetais. Įdomus faktas, kad remiantis šiais skaičiavimais, tik nuo 6350 iki 245 tūkst. tonų plastiko, besimėtančio jūroje, plūduriuoja vandenyno vandenų paviršiuje. Likusieji yra kitur. Mokslininkų teigimu, tiek jūros dugne, tiek pakrantėse ir, žinoma, gyvūnų organizmuose.

Turime dar naujesnius ir dar baisesnius duomenis. Praėjusių metų pabaigoje internetinė mokslo saugykla Plos One paskelbė daugelio šimtų mokslo centrų mokslininkų bendradarbiaujantį dokumentą, kuriame bendra pasaulio vandenynų paviršiuje plūduriuojančių plastiko atliekų masė buvo įvertinta 268 940 tonų! Jų vertinimas pagrįstas 24 ekspedicijų, vykdytų 2007–2013 m., duomenimis. atogrąžų vandenyse ir Viduržemio jūroje.

Plastikinių atliekų „žemynai“ (5) nėra statiški. Remiantis modeliavimu vandens srovių judėjimas vandenynuose, mokslininkams pavyko nustatyti, kad jie nesirenka vienoje vietoje – veikiau gabenami dideliais atstumais. Dėl vėjo veikimo vandenynų paviršiuje ir Žemės sukimosi (per vadinamąją Koriolio jėgą) penkiuose didžiausiuose mūsų planetos kūnuose susidaro vandens sūkuriai – t.y. Šiaurės ir Pietų Ramiojo vandenyno, Šiaurės ir Pietų Atlanto bei Indijos vandenyno, kur palaipsniui kaupiasi visi plūduriuojantys plastikiniai daiktai ir atliekos. Tokia situacija cikliškai kartojasi kasmet.

5. Plastikinių šiukšlių pasiskirstymo įvairaus dydžio vandenyne žemėlapis.

Susipažinimas su šių „žemynų“ migracijos keliais yra ilgų modeliavimų, naudojant specializuotą įrangą (paprastai naudinga atliekant klimato tyrimus), rezultatas. Buvo ištirtas kelių milijonų plastiko atliekų kelias. Modeliavimas parodė, kad statiniuose, pastatytuose kelių šimtų tūkstančių kilometrų plote, buvo vandens srautai, kurie dalį atliekų paimdavo už didžiausios koncentracijos ribų ir nukreipdavo jas į rytus. Žinoma, yra ir kitų veiksnių, tokių kaip bangos ir vėjo stiprumas, į kuriuos nebuvo atsižvelgta rengiant minėtą tyrimą, tačiau jie tikrai turi reikšmingą vaidmenį nustatant plastiko transportavimo greitį ir kryptį.

Šios dreifuojančios atliekų „žemės“ taip pat yra puikios transporto priemonės įvairių tipų virusams ir bakterijoms, kurios gali lengviau plisti.

Kaip išvalyti „šiukšlių žemynus“

Galima rinkti rankomis. Plastiko atliekos vieniems yra prakeiksmas, o kitiems – pajamų šaltinis. juos net koordinuoja tarptautinės organizacijos. Trečiojo pasaulio kolekcionieriai atskiras plastikas namuose. Jie dirba rankomis arba paprastomis mašinomis. Plastikai susmulkinami arba supjaustomi smulkiais gabalėliais ir parduodami tolesniam perdirbimui. Tarpininkai tarp jų, administracijos ir visuomeninių organizacijų yra specializuotos organizacijos. Šis bendradarbiavimas suteikia kolekcininkams stabilias pajamas. Kartu tai būdas pašalinti plastiko atliekas iš aplinkos.

Tačiau rankinis surinkimas yra gana neefektyvus. Todėl kyla minčių ambicingesnėms veikloms. Pavyzdžiui, olandų bendrovė „Boyan Slat“, kaip „The Ocean Cleanup“ projekto dalis, siūlo jūroje plaukiojančių šiukšlių gaudyklių įrengimas.

Bandomasis atliekų surinkimo įrenginys netoli Tsushima salos, esančios tarp Japonijos ir Korėjos, buvo labai sėkmingas. Jis nėra maitinamas jokiais išoriniais energijos šaltiniais. Jo naudojimas pagrįstas žiniomis apie vėjo, jūros srovių ir bangų poveikį. Plaukiojančios plastiko nuolaužos, patekusios į lanko arba plyšio pavidalo išlenktą gaudyklę (6), stumiamos toliau į vietą, kurioje jos kaupiasi, ir jas galima gana lengvai pašalinti. Dabar, kai sprendimas išbandytas mažesniu mastu, teks statyti didesnius, net šimto kilometrų ilgio įrenginius.

6. Plaukiojančių plastikinių atliekų surinkimas pagal projektą „The Ocean Cleanup“.

Žinomas išradėjas ir milijonierius Jamesas Dysonas projektą sukūrė prieš keletą metų. MV Reciklonasarba puikus baržos dulkių siurblyskurio užduotis bus išvalyti vandenyno vandenis nuo šiukšlių, daugiausia plastiko. Mašina turi sugauti šiukšles tinklu, o paskui jas susiurbti keturiais išcentriniais dulkių siurbliais. Koncepcija tokia, kad siurbimas turi vykti iš vandens ir nekelti pavojaus žuvims. Dyson yra anglų pramoninės įrangos dizaineris, geriausiai žinomas kaip bemaišio cikloninio dulkių siurblio išradėjas.

O ką daryti su šia šiukšlių mase, kai dar turi laiko jas surinkti? Idėjų netrūksta. Pavyzdžiui, kanadietis Davidas Katzas siūlo sukurti plastikinį indelį ().

Atliekos čia būtų savotiška valiuta. Juos galima iškeisti į pinigus, drabužius, maistą, mobiliuosius papildymus ar 3D spausdintuvą., kuri, savo ruožtu, leidžia kurti naujus namų apyvokos daiktus iš perdirbto plastiko. Idėja netgi įgyvendinta Peru sostinėje Limoje. Dabar Katzas ketina juo sudominti Haičio valdžią.

Perdirbimas veikia, bet ne viskas

Terminas „plastikas“ reiškia medžiagas, kurių pagrindinis komponentas yra sintetiniai, natūralūs arba modifikuoti polimerai. Plastiką galima gauti tiek iš grynų polimerų, tiek iš polimerų, modifikuotų pridedant įvairių pagalbinių medžiagų. Sąvoka „plastikas“ šnekamojoje kalboje taip pat apima pusgaminius, skirtus perdirbti, ir gatavus gaminius, jei jie pagaminti iš medžiagų, kurios gali būti klasifikuojamos kaip plastikai.

Yra apie dvidešimt įprastų plastiko rūšių. Kiekvienas iš jų turi daugybę variantų, padėsiančių pasirinkti geriausią medžiagą jūsų programai. Yra penkios (arba šešios) grupės birių plastikų: polietilenas (PE, įskaitant didelio ir mažo tankio, HD ir LD), polipropilenas (PP), polivinilchloridas (PVC), polistirenas (PS) ir polietileno tereftalatas (PET). Šis vadinamasis didysis penketukas arba šešetas (7) patenkina beveik 75 % visų plastikų Europoje paklausos ir sudaro didžiausią plastikų, siunčiamų į komunalinius sąvartynus, grupę.

Šias medžiagas išmeskite iki dega lauke tai jokiu būdu nepriimtina tiek specialistų, tiek plačiosios visuomenės. Kita vertus, šiam tikslui gali būti naudojamos aplinkai nekenksmingos deginimo krosnys, kurios sumažina atliekų kiekį iki 90 proc.

Atliekų saugojimas sąvartynuose tai nėra toks toksiškas, kaip deginimas lauke, bet daugelyje išsivysčiusių šalių tai nebėra priimta. Nors netiesa, kad „plastikas yra patvarus“, polimerai biologiškai skaidosi daug ilgiau nei maisto, popieriaus ar metalo atliekos. Pakankamai ilgai, kad, pavyzdžiui, Lenkijoje Esant dabartiniam plastiko atliekų gamybos lygiui, kurio vienam gyventojui per metus tenka apie 70 kg, o panaudojus dar visai neseniai vos 10 proc., buitinė šių šiukšlių krūva per kiek daugiau nei dešimtmetį siektų 30 mln..

Tokie veiksniai kaip cheminė aplinka, poveikis (UV) ir, žinoma, medžiagos suskaidymas turi įtakos lėtam plastiko irimui. Daugelis perdirbimo technologijų (8) tiesiog priklauso nuo šių procesų spartinimo. Dėl to iš polimerų gauname paprastesnes daleles, kurias galime vėl paversti medžiaga kažkam kitam, arba smulkesnes daleles, kurias galima panaudoti kaip žaliavą ekstruzijai, arba galime pereiti į cheminį lygmenį – gauti biomasę, vandenį, įvairius. dujų rūšys, anglies dioksidas, metanas, azotas.

8. Perdirbimo ir plastiko apdirbimo technologijos

Termoplastinių atliekų šalinimo būdas yra gana paprastas, nes jas galima daug kartų perdirbti. Tačiau perdirbimo metu polimeras iš dalies suyra, todėl pablogėja gaminio mechaninės savybės. Dėl šios priežasties į perdirbimo procesą įtraukiama tik tam tikra procentinė dalis perdirbtų medžiagų arba atliekos perdirbamos į produktus, kuriems taikomi mažesni eksploataciniai reikalavimai, pavyzdžiui, žaislus.

Daug didesnė problema išmetant panaudotus termoplastinius gaminius yra poreikis rūšiuoti kalbant apie asortimentą, kuriam reikalingi profesionalūs įgūdžiai ir nešvarumų pašalinimas iš jų. Tai ne visada naudinga. Plastikai, pagaminti iš susietų polimerų, iš esmės nėra perdirbami.

Visos organinės medžiagos yra degios, tačiau jas taip pat sunku sunaikinti. Šis metodas negali būti taikomas medžiagoms, kuriose yra sieros, halogenų ir fosforo, nes degdamos į atmosferą išskiria daug nuodingų dujų, kurios yra vadinamojo rūgštaus lietaus priežastis.

Pirmiausia išsiskiria organiniai chloro aromatiniai junginiai, kurių toksiškumas daug kartų didesnis nei kalio cianido, ir angliavandenilių oksidai dioksanų pavidalu - C₄H₈O₂ i furanai - C₄H₄Apie išmetimą į atmosferą. Jie kaupiasi aplinkoje, tačiau dėl mažos koncentracijos juos sunku aptikti. Susigėrę su maistu, oru ir vandeniu bei besikaupdami organizme, sukelia sunkias ligas, mažina organizmo imunitetą, yra kancerogeniški, gali sukelti genetinius pokyčius.

Pagrindinis dioksinų išmetimo šaltinis yra chloro turinčių atliekų deginimas. Siekiant išvengti šių kenksmingų junginių išsiskyrimo, įrenginiai, įrengti su vadinamaisiais. papildomas degiklis, esant min. 1200°C.

Atliekos perdirbamos įvairiais būdais

Технология atliekų perdirbimas pagamintas iš plastiko yra kelių pakopų seka. Pradėkime nuo tinkamo nuosėdų surinkimo, tai yra, plastiko atskyrimo nuo šiukšlių. Perdirbimo įmonėje iš pradžių vyksta pirminis rūšiavimas, tada šlifavimas ir šlifavimas, svetimkūnių atskyrimas, tada plastikų rūšiavimas pagal rūšis, džiovinimas ir iš regeneruotų žaliavų gaunamas pusgaminis.

Surinktas šiukšles ne visada pavyksta surūšiuoti pagal rūšis. Štai kodėl jie rūšiuojami įvairiais būdais, dažniausiai skirstomi į mechaninius ir cheminius. Mechaniniai metodai apima: rankinis atskyrimas, flotacija arba pneumatinė. Jei atliekos užterštos, toks rūšiavimas atliekamas šlapiuoju būdu. Cheminiai metodai apima hidrolizė – polimerų (žaliavų, skirtų poliesteriams, poliamidams, poliuretanams ir polikarbonatams gaminti) skaidymas garais arba žemos temperatūros pirolizė, su kuriais, pavyzdžiui, utilizuojami PET buteliai ir naudotos padangos.

Pirolizės metu supraskite organinių medžiagų terminį virsmą aplinkoje, kurioje yra visiškai anoksinė arba mažai deguonies arba jo nėra. Žemos temperatūros pirolizė vyksta 450–700 °C temperatūroje ir, be kita ko, susidaro pirolizės dujos, susidedančios iš vandens garų, vandenilio, metano, etano, anglies monoksido ir dioksido, taip pat vandenilio sulfido ir amoniakas, aliejus, derva, vanduo ir organinės medžiagos, pirolizės koksas ir dulkės, kuriose yra daug sunkiųjų metalų. Įrenginys nereikalauja maitinimo, nes veikia recirkuliacijos metu susidarančiomis pirolizės dujomis.

Įrenginio eksploatacijai sunaudojama iki 15% pirolizės dujų. Proceso metu taip pat susidaro iki 30 % pirolizės skysčio, panašaus į mazutą, kurį galima suskirstyti į tokias frakcijas kaip: 30 % benzino, tirpiklio, 50 % mazuto ir 20 % mazuto.

Likusios antrinės žaliavos, gautos iš vienos tonos atliekų, yra: iki 50 % anglies pirokarbonato yra kietosios atliekos, pagal kaloringumą artimos koksui, kurios gali būti naudojamos kaip kietasis kuras, aktyvuota anglis filtrams arba milteliai kaip pigmentas dažams ir iki 5% metalo (laivagalio laužas) automobilių padangų pirolizės metu.

Namai, keliai ir kuras

Aprašyti perdirbimo būdai yra rimti pramoniniai procesai. Jie prieinami ne visose situacijose. Danijos inžinieriaus studentė Lisa Fuglsang Westergaard (9 m.) sugalvojo neįprastą idėją, būdama Indijos Džogopalpuro mieste Vakarų Bengalijoje – kodėl nepagaminus plytų, kurias žmonės galėtų panaudoti statydami namus iš išmėtytų maišų ir pakuočių?

9. Lisa Fuglsang Westergaard

Tai buvo ne tik plytų gamyba, bet ir viso proceso suplanavimas, kad projekte dalyvaujantys žmonės tikrai gautų naudos. Pagal jos planą atliekos pirmiausia surenkamos ir, jei reikia, išvalomos. Tada surinkta medžiaga paruošiama žirklėmis ar peiliais supjaustant į mažesnius gabalėlius. Susmulkinta žaliava dedama į formą ir dedama ant saulės grotelių, kur šildomas plastikas. Maždaug po valandos plastikas išsilydys, o jam atvėsus galėsite išimti gatavą plytą iš formos.

plastikinės plytos juose yra dvi skylės, pro kurias galima įsriegti bambuko lazdeles, sukuriant stabilias sienas nenaudojant cemento ar kitų rišiklių. Tada tokias plastikines sienas galima tinkuoti tradiciniu būdu, pavyzdžiui, molio sluoksniu, saugančiu nuo saulės spindulių. Namai iš plastikinių plytų turi ir privalumą, kad, skirtingai nei molio plytos, jie yra atsparūs, pavyzdžiui, musoniniams lietums, todėl tampa daug patvaresni.

Verta prisiminti, kad plastiko atliekos naudojamos ir Indijoje. kelių tiesimas. Visi šalies kelių kūrėjai privalo naudoti plastiko atliekas ir bituminius mišinius pagal 2015 m. lapkričio mėn. Indijos vyriausybės reglamentą. Tai turėtų padėti išspręsti didėjančią plastiko perdirbimo problemą. Šią technologiją sukūrė prof. Rajagopalanas Vasudevanas iš Madurajų inžinerijos mokyklos.

Visas procesas yra labai paprastas. Pirmiausia atliekos specialia mašina susmulkinamos iki tam tikro dydžio. Tada jie pridedami prie tinkamai paruošto užpildo. Užpiltos šiukšlės sumaišomos su karštu asfaltu. Kelias tiesiamas esant 110–120°C temperatūrai.

Plastiko atliekų naudojimas kelių tiesimui turi daug privalumų. Procesas yra paprastas ir nereikalauja naujos įrangos. Kiekvienam akmens kilogramui sunaudojama 50 gramų asfalto. Dešimtadalis to galėtų būti plastiko atliekos, o tai sumažina naudojamo asfalto kiekį. Plastikinės atliekos taip pat pagerina paviršiaus kokybę.

Martinas Olazaras, Baskų krašto universiteto inžinierius, sukūrė įdomią ir galbūt daug žadančią atliekų perdirbimo į angliavandenilių kurą gamybos liniją. Augalas, kurį išradėjas apibūdina kaip kasyklos perdirbimo gamykla, pagrįstas varikliuose naudojamų biokuro žaliavų pirolize.

Olazar sukūrė dviejų tipų gamybos linijas. Pirmasis apdoroja biomasę. Antrasis, įdomesnis, naudojamas plastiko atliekoms perdirbti į medžiagas, kurias galima panaudoti, pavyzdžiui, padangų gamyboje. Atliekos reaktoriuje yra veikiamos greito pirolizės proceso santykinai žemoje 500°C temperatūroje, o tai prisideda prie energijos taupymo.

Nepaisant naujų idėjų ir pažangos perdirbimo technologijų srityje, tik nedidelė dalis iš 300 mln.

Ellen MacArthur fondo atlikto tyrimo duomenimis, tik 15 % pakuočių išsiunčiama į konteinerius ir tik 5 % yra perdirbama. Beveik trečdalis plastikų teršia aplinką, kurioje jie išliks dešimtmečius, kartais šimtus metų.

Tegul šiukšlės ištirpsta pačios

Plastiko atliekų perdirbimas yra viena iš krypčių. Tai svarbu, nes mes jau pagaminome daug šių šiukšlių, o nemaža dalis pramonės vis dar tiekia daug gaminių iš penkių didžiųjų kelių tonų plastikų medžiagų. Tačiau laikui bėgant, tikėtina, kad biologiškai skaidžių plastikų, naujos kartos medžiagų, kurių, pavyzdžiui, iš krakmolo, polipieno rūgšties ar... šilko darinių, ekonominė svarba didės..

10. d2w biologiškai skaidūs šunų kraiko maišeliai.

Šių medžiagų gamyba vis dar yra gana brangi, kaip dažniausiai būna inovatyvių sprendimų atveju. Tačiau negalima ignoruoti visos sąskaitos, nes jos neapima išlaidų, susijusių su perdirbimu ir šalinimu.

Viena įdomiausių idėjų biologiškai skaidžių plastikų srityje yra pagaminta iš polietileno, polipropileno ir polistireno, atrodo, kad tai pagal konvencijas žinoma technologija, pagrįsta įvairių priedų naudojimu jų gamyboje. d2w (10) arba FIR.

Jau keletą metų geriau žinomas, taip pat ir Lenkijoje, yra britų kompanijos Symphony Environmental produktas d2w. Tai priedas minkštų ir pusiau standžių plastikų gamybai, iš kurio reikalaujame greito, aplinkai nekenksmingo savaiminio suirimo. Profesionaliai vadinama d2w operacija plastikų oksibiologinis skaidymas. Šis procesas apima medžiagos skilimą į vandenį, anglies dioksidą, biomasę ir mikroelementus be kitų likučių ir be metano emisijos.

Bendrasis pavadinimas d2w reiškia daugybę cheminių medžiagų, kurios gamybos proceso metu pridedamos kaip polietileno, polipropileno ir polistirolo priedai. Vadinamasis d2w prodegradantas, kuris palaiko ir pagreitina natūralų skilimo procesą dėl bet kokių pasirinktų veiksnių, skatinančių skilimą, pavyzdžiui, temperatūros, įtakos. Saulėtekis, spaudimas, mechaniniai pažeidimai ar paprastas tempimas.

Iš anglies ir vandenilio atomų sudarytas polietilenas cheminis skaidymas įvyksta, kai nutrūksta anglies ir anglies jungtis, o tai savo ruožtu sumažina molekulinę masę ir praranda grandinės stiprumą bei ilgaamžiškumą. Dėl d2w medžiagų skilimo procesas sutrumpėjo net iki šešiasdešimties dienų. Pertrauka – kas svarbu, pavyzdžiui, pakavimo technologijoje – galima planuoti medžiagos gamybos metu, tinkamai kontroliuojant priedų kiekį ir rūšis. Prasidėjus skilimo procesas tęsis iki visiško produkto suirimo, nesvarbu, ar jis yra giliai po žeme, po vandeniu ar lauke.

Buvo atlikti tyrimai, siekiant patvirtinti, kad savaiminis suirimas iš d2w yra saugus. Plastikai, kurių sudėtyje yra d2w, jau buvo išbandyti Europos laboratorijose. Smithers/RAPRA išbandė d2w, ar jis nesiliečia su maistu, ir jį jau keletą metų naudoja didžiausi maisto mažmenininkai Anglijoje. Priedas neturi toksinio poveikio ir yra saugus dirvožemiui.

Žinoma, tokie sprendimai kaip d2w greitai nepakeis anksčiau aprašyto perdirbimo, tačiau gali palaipsniui patekti į perdirbimo procesą. Galų gale į žaliavas, gaunamas iš šių procesų, gali būti pridėta prodegradanto ir gauname oksibiologiškai skaidžią medžiagą.

Kitas žingsnis – plastikai, kurie suyra be jokių pramoninių procesų. Tokios, pavyzdžiui, iš kurių gaminamos itin plonos elektroninės grandinės, kurios, atlikusios savo funkciją žmogaus organizme, ištirpsta., pirmą kartą pristatytas praėjusių metų spalį.

Išradimas tirpstančios elektroninės grandinės yra didesnės vadinamosios trumpalaikės – arba, jei norite, „laikinosios“ – elektronikos () ir medžiagų, kurios išnyks atlikusios užduotį, tyrimo dalis. Mokslininkai jau sukūrė lustų konstravimo iš itin plonų sluoksnių metodą, vadinamą nanomembrana. Jie ištirpsta per kelias dienas ar savaites. Šio proceso trukmę lemia sistemas dengiančio šilko sluoksnio savybės. Tyrėjai turi galimybę kontroliuoti šias savybes, t.y., pasirinkę atitinkamus sluoksnio parametrus, jie nusprendžia, kiek laiko jis išliks nuolatine sistemos apsauga.

Kaip paaiškino BBC prof. Fiorenzo Omenetto iš Tufts universiteto JAV: „Tirpi elektronika veikia taip pat patikimai, kaip ir tradicinės grandinės, tirpsta iki paskirties vietos aplinkoje, kurioje yra, dizainerio nurodytu laiku. Tai gali būti dienos ar metai“.

Pasak prof. Johnas Rogersas iš Ilinojaus universiteto, dar turi atrasti kontroliuojamo tirpimo medžiagų galimybes ir pritaikymą. Bene įdomiausios šio išradimo perspektyvos aplinkos atliekų šalinimo srityje.

Ar bakterijos padės?

Tirpusis plastikas yra viena iš ateities tendencijų, reiškiančių perėjimą prie visiškai naujų medžiagų. Antra, ieškoti būdų, kaip greitai suskaidyti aplinkai kenksmingas medžiagas, kurios jau yra aplinkoje ir būtų gerai, jei jos iš ten išnyktų.

Neseniai Kioto technologijos institutas išanalizavo kelių šimtų plastikinių butelių degradaciją. Tyrimų metu buvo nustatyta, kad yra bakterija, galinti skaidyti plastiką. Jie jai paskambino . Šis atradimas buvo aprašytas prestižiniame žurnale Science.

Šiame kūrinyje PET polimerui pašalinti naudojami du fermentai. Vienas sukelia chemines reakcijas, skirtas suskaidyti molekules, kitas padeda išlaisvinti energiją. Bakterija buvo rasta viename iš 250 mėginių, paimtų netoli PET butelių perdirbimo gamyklos. Jis buvo įtrauktas į mikroorganizmų grupę, kuri suardo PET membranos paviršių 130 mg/cm² per dieną 30 °C temperatūroje. Mokslininkams taip pat pavyko gauti panašų rinkinį mikroorganizmų, kurie neturi, bet negali metabolizuoti PET. Šie tyrimai parodė, kad jis iš tiesų biologiškai skaido plastiką.

Siekdama gauti energijos iš PET, bakterija pirmiausia hidrolizuoja PET anglišku fermentu (PET hidrolaze) į mono(2-hidroksietil) tereftalio rūgštį (MHET), kuri vėliau hidrolizuojama kitame etape naudojant anglišką fermentą (MGET hidrolazę). . ant originalių plastikinių monomerų: etilenglikolio ir tereftalio rūgšties. Bakterijos gali naudoti šias chemines medžiagas tiesiogiai energijai gaminti (11).

11. PET skaidymas bakterijomis 

Deja, prireikia ištisų šešių savaičių ir tinkamų sąlygų (įskaitant 30 °C temperatūrą), kad visa kolonija išskleistų ploną plastiko gabalėlį. Tai nekeičia fakto, kad atradimas gali pakeisti perdirbimo veidą.

Tikrai nesame pasmerkti gyventi su plastikinėmis šiukšlėmis, išsibarsčiusiomis visur (12). Kaip rodo naujausi atradimai medžiagų mokslo srityje, stambaus ir sunkiai pašalinamo plastiko galime atsikratyti amžiams. Tačiau net jei netrukus pereisime prie visiškai biologiškai skaidaus plastiko, mes ir mūsų vaikai dar ilgai turėsime kovoti su likučiais. išmesto plastiko era. Galbūt tai bus gera pamoka žmonijai, kuri niekada neatsisakys technologijų negalvojusi vien dėl to, kad jos pigios ir patogios?