Plastmasa pasaulē

2050. gadā plastmasas atkritumu svars okeānos pārsniegs zivju svaru kopā! Šāds brīdinājums tika iekļauts Ellen MacArthur Foundation un McKinsey ziņojumā, kas publicēts saistībā ar Pasaules ekonomikas forumu Davosā 2016. gadā.

Kā lasām dokumentā, plastmasas tonnu attiecība pret zivju tonnām okeāna ūdeņos 2014. gadā bija viena pret pieci. 2025. gadā būs katrs trešais, bet 2050. gadā plastmasas atkritumu būs vairāk... Ziņojuma pamatā bija vairāk nekā 180 ekspertu intervijas un vairāk nekā divsimt citu pētījumu analīze. Ziņojuma autori atzīmē, ka tikai 14% no plastmasas iepakojuma tiek pārstrādāti. Citiem materiāliem otrreizējās pārstrādes līmenis joprojām ir daudz augstāks, reģenerējot 58% papīra un līdz 90% dzelzs un tērauda.

1. Plastmasas ražošana pasaulē 1950.-2010

Pateicoties ērtai lietošanai, daudzpusībai un acīmredzami, tas ir kļuvis par vienu no populārākajiem materiāliem pasaulē. No 1950. līdz 2000. gadam tā izmantošana pieauga gandrīz divsimt reizes (1), un ir paredzams, ka nākamajos divdesmit gados tas dubultosies.

2. Attēls no Tuvalu arhipelāga Klusā okeāna paradīzes

. Mēs to atrodam pudelēs, folijā, logu rāmjos, apģērbā, kafijas automātos, automašīnās, datoros un būros. Pat futbola zāliens paslēpj sintētiskās šķiedras starp dabīgajiem zāles stiebriem. Plastmasas maisiņi un maisiņi, kurus dažkārt nejauši apēd dzīvnieki, tiek piegružoti ceļmalās un laukos (2). Bieži vien alternatīvu trūkuma dēļ plastmasas atkritumi tiek sadedzināti, izdalot atmosfērā toksiskus izgarojumus. Plastmasas atkritumi aizsprosto kanalizācijas caurules, izraisot plūdus. Tie novērš augu dīgšanu un lietus ūdens uzsūkšanos.

3. Bruņurupucis ēd plastmasas foliju

Mazākās lietas ir vissliktākās

Daudzi pētnieki atzīmē, ka visbīstamākie plastmasas atkritumi nav PET pudeles, kas peld okeānā, vai miljardiem sabrūkošu plastmasas maisiņu. Lielākā problēma ir objekti, kurus mēs īsti nepamanām. Tās ir plānas plastmasas šķiedras, kas ieaustas mūsu apģērba audumā. Desmitiem ceļu, simtiem ceļu, caur kanalizāciju, upēm, pat caur atmosfēru, tie iekļūst vidē, dzīvnieku un cilvēku barības ķēdēs. Šāda veida piesārņojuma kaitīgums sasniedz šūnu struktūru un DNS līmeni!

Diemžēl apģērbu rūpniecība, kurā tiek lēsts, ka aptuveni 70 miljardus tonnu šāda veida šķiedras pārstrādā 150 miljardos apģērba gabalu, faktiski nav nekādi regulēta. Uz apģērbu ražotājiem netiek attiecināti tik stingri ierobežojumi un kontrole kā uz plastmasas iepakojuma vai iepriekšminēto PET pudeļu ražotājiem. Maz tiek runāts vai rakstīts par viņu ieguldījumu pasaules plastmasas piesārņojumā. Nav arī stingras un vispāratzītas kārtības, kā atbrīvoties no apģērba, kas savīts ar kaitīgām šķiedrām.

Saistīta un ne mazāka problēma ir t.s mikroporaina plastmasa, tas ir, sīkas sintētiskas daļiņas, kuru izmērs ir mazāks par 5 mm. Granulas nāk no daudziem avotiem – plastmasas, kas sadalās vidē, plastmasas ražošanā vai automašīnu riepu nodiluma procesā to darbības laikā. Pateicoties attīrošās darbības atbalstam, mikroplastmasas daļiņas var atrast pat zobu pastās, dušas želejās un pīlinga līdzekļos. Ar notekūdeņiem tie nonāk upēs un jūrās. Lielākā daļa parasto notekūdeņu attīrīšanas iekārtu tos nevar noķert.

Satraucoša atkritumu pazušana

Pēc 2010.–2011. gada pētījuma, ko veica jūras ekspedīcija ar nosaukumu Malaspina, negaidīti atklājās, ka okeānos ir ievērojami mazāk plastmasas atkritumu, nekā tika uzskatīts. Uz mēnešiem. Zinātnieki rēķinājās ar lomu, kas varētu novērtēt okeāna plastmasas daudzumu miljonos tonnu. Tikmēr pētījuma ziņojumā, kas 2014. gadā tika publicēts žurnālā Proceedings of the National Academy of Sciences, ir runāts par… 40 XNUMX. tonis. Zinātnieki to ir atklājuši Trūkst 99% plastmasas, kurai vajadzētu peldēt okeāna ūdeņos!

4. Plastmasa un dzīvnieki

Viss ir kārtībā? Noteikti nē. Zinātnieki pieļauj, ka pazudusī plastmasa nonākusi okeāna barības ķēdē. Tātad: atkritumus masveidā ēd zivis un citi jūras organismi. Tas notiek pēc sadrumstalotības saules un viļņu iedarbības dēļ. Tad sīkus peldošos zivju gabaliņus var sajaukt ar to barību – sīkiem jūras radījumiem. Sekas, ko rada mazu plastmasas gabaliņu ēšana un cita saskare ar plastmasu, vēl nav labi izprotamas, taču tas, iespējams, nav labs efekts (4).

Saskaņā ar piesardzīgām aplēsēm, kas publicētas žurnālā Science, ik gadu okeānos nonāk vairāk nekā 4,8 miljoni tonnu plastmasas atkritumu. Tomēr tas var sasniegt 12,7 miljonus tonnu. Zinātnieki, kas veic aprēķinus, apgalvo, ka, ja viņu aplēses vidējais apjoms būtu aptuveni 8 miljoni tonnu, šāds gružu daudzums vienā slānī aptvertu 34 Manhetenas izmēra salas.

Galvenie šo aprēķinu autori ir zinātnieki no Kalifornijas Universitātes Santabarbarā. Sava darba gaitā viņi sadarbojās ar ASV federālajām aģentūrām un citām universitātēm. Interesants fakts ir tas, ka pēc šīm aplēsēm tikai no 6350 līdz 245 tūkst. tonnas plastmasas, kas piegružota jūrā, peld uz okeāna ūdeņu virsmas. Pārējie ir citur. Pēc zinātnieku domām, gan jūras gultnē, gan piekrastē un, protams, dzīvnieku organismos.

Mums ir vēl jaunāki un vēl šausminošāki dati. Pagājušā gada beigās tiešsaistes zinātnes krātuve Plos One publicēja daudzu simtu zinātnes centru pētnieku sadarbības rakstu, kurā tika novērtēta kopējā plastmasas atkritumu masa, kas peld uz pasaules okeāna virsmas, 268 940 tonnas! Viņu vērtējums ir balstīts uz datiem no 24 ekspedīcijām, kas veiktas 2007.–2013. gadā. tropu ūdeņos un Vidusjūrā.

Plastmasas atkritumu "kontinenti" (5) nav statiski. Pamatojoties uz simulāciju ūdens straumju kustība okeānos, zinātnieki varēja noteikt, ka tie nepulcējas vienā vietā – drīzāk tiek transportēti lielos attālumos. Vēja iedarbības uz okeānu virsmu un Zemes rotācijas rezultātā (caur tā saukto Koriolisa spēku) mūsu planētas piecos lielākajos ķermeņos veidojas ūdens virpuļi - t.i. Klusā okeāna ziemeļu un dienvidu daļa, Atlantijas okeāna ziemeļu un dienvidu daļa un Indijas okeāns, kur pamazām uzkrājas visi peldošie plastmasas priekšmeti un atkritumi. Šāda situācija cikliski atkārtojas katru gadu.

5. Plastmasas gružu izplatības karte dažāda izmēra okeānā.

Iepazīšanās ar šo "kontinentu" migrācijas ceļiem ir ilgstošu simulāciju rezultāts, izmantojot specializētu aprīkojumu (parasti noderīgs klimata izpētē). Ir izpētīts ceļš, ko iet vairāki miljoni plastmasas atkritumu. Modelēšana parādīja, ka konstrukcijās, kas uzceltas vairāku simtu tūkstošu kilometru platībā, bija ūdens plūsmas, kas daļu atkritumu aizņēma ārpus to augstākās koncentrācijas un novirzīja tos uz austrumiem. Protams, ir arī citi faktori, piemēram, viļņu un vēja stiprums, kas netika ņemti vērā, sagatavojot iepriekš minēto pētījumu, bet noteikti spēlē nozīmīgu lomu plastmasas transportēšanas ātrumā un virzienā.

Šīs dreifējošās atkritumu "zemes" ir arī lieliski transportlīdzekļi dažāda veida vīrusiem un baktērijām, kas tādējādi var vieglāk izplatīties.

Kā iztīrīt "atkritumu kontinentus"

Var savākt ar rokām. Plastmasas atkritumi dažiem ir lāsts, bet citiem - ienākumu avots. tos pat koordinē starptautiskas organizācijas. Trešās pasaules kolekcionāri atsevišķa plastmasa mājās. Viņi strādā ar rokām vai ar vienkāršām mašīnām. Plastmasu sasmalcina vai sagriež mazos gabaliņos un pārdod tālākai apstrādei. Starpnieki starp tām, administrāciju un sabiedriskajām organizācijām ir specializētas organizācijas. Šī sadarbība nodrošina kolekcionāriem stabilus ienākumus. Vienlaikus tas ir veids, kā no apkārtējās vides izņemt plastmasas atkritumus.

Tomēr manuāla savākšana ir salīdzinoši neefektīva. Tāpēc ir idejas vērienīgākām aktivitātēm. Piemēram, Nīderlandes uzņēmums Boyan Slat projekta The Ocean Cleanup ietvaros piedāvā peldošo atkritumu savācēju uzstādīšana jūrā.

Izmēģinājuma atkritumu savākšanas iekārta netālu no Tsušimas salas, kas atrodas starp Japānu un Koreju, ir bijusi ļoti veiksmīga. To nedarbina nekādi ārējie enerģijas avoti. Tās izmantošanas pamatā ir zināšanas par vēja, jūras straumju un viļņu ietekmi. Peldošie plastmasas gruveši, kas noķerti loka vai spraugas veidā izliektā slazdā (6), tiek stumti tālāk zonā, kur tie uzkrājas, un tos var salīdzinoši viegli noņemt. Tagad, kad risinājums ir izmēģināts mazākā mērogā, būs jābūvē lielākas, pat simts kilometrus garas iekārtas.

6. Peldošo plastmasas atkritumu savākšana projekta The Ocean Cleanup ietvaros.

Slavenais izgudrotājs un miljonārs Džeimss Daisons projektu izstrādāja pirms dažiem gadiem. MV Reciklonsvai lielisks baržas putekļsūcējskuru uzdevums būs attīrīt okeāna ūdeņus no atkritumiem, galvenokārt plastmasas. Mašīnai ir jāsatver gruži ar tīklu un pēc tam tie jāuzsūc ar četriem centrbēdzes putekļsūcējiem. Koncepcija ir tāda, ka sūkšanai ir jānotiek no ūdens un tā nedrīkst apdraudēt zivis. Dyson ir angļu rūpniecisko iekārtu dizainers, vislabāk pazīstams kā bezmaisu ciklona putekļu sūcēja izgudrotājs.

Un ko darīt ar šo atkritumu masu, kad vēl ir laiks to savākt? Ideju netrūkst. Piemēram, kanādietis Deivids Katzs iesaka izveidot plastmasas burku ().

Atkritumi šeit būtu sava veida valūta. Tos var apmainīt pret naudu, drēbēm, pārtiku, mobilo ierīču papildinājumiem vai 3D printeri., kas, savukārt, ļauj izveidot jaunus sadzīves priekšmetus no pārstrādātas plastmasas. Ideja pat īstenota Peru galvaspilsētā Limā. Tagad Kats plāno par viņu ieinteresēt Haiti varas iestādes.

Pārstrāde darbojas, bet ne viss

Termins "plastmasa" nozīmē materiālus, kuru galvenā sastāvdaļa ir sintētiski, dabiski vai modificēti polimēri. Plastmasu var iegūt gan no tīriem polimēriem, gan no polimēriem, kas modificēti, pievienojot dažādas palīgvielas. Termins "plastmasa" sarunvalodā attiecas arī uz pusfabrikātiem pārstrādei un gatavo produkciju, ja tie ir izgatavoti no materiāliem, kurus var klasificēt kā plastmasu.

Ir aptuveni divdesmit izplatīti plastmasas veidi. Katrai no tām ir vairākas iespējas, lai palīdzētu jums izvēlēties piemērotāko materiālu jūsu lietojumprogrammai. Ir piecas (vai sešas) grupas lielapjoma plastmasa: polietilēns (PE, ieskaitot augsta un zema blīvuma, HD un LD), polipropilēns (PP), polivinilhlorīds (PVC), polistirols (PS) un polietilēntereftalāts (PET). Šis tā sauktais lielais piecinieks vai sešinieks (7) aptver gandrīz 75% no Eiropas pieprasījuma pēc visas plastmasas un ir lielākā plastmasas grupa, kas tiek nosūtīta uz pašvaldību atkritumu poligoniem.

Šo vielu iznīcināšana līdz deg ārā to nekādā gadījumā nepieņem gan speciālisti, gan plašāka sabiedrība. Savukārt šim nolūkam var izmantot videi draudzīgas sadedzināšanas iekārtas, samazinot atkritumu daudzumu līdz pat 90%.

Atkritumu uzglabāšana poligonos tas nav tik toksisks kā to dedzināšana ārā, taču lielākajā daļā attīstīto valstu tas vairs nav pieņemts. Lai gan nav taisnība, ka "plastmasa ir izturīga", polimēru bioloģiskai noārdīšanai nepieciešams daudz ilgāks laiks nekā pārtikas, papīra vai metāla atkritumiem. Pietiekami ilgi, lai, piemēram, Polijā pie pašreizējā plastmasas atkritumu ražošanas līmeņa, kas ir aptuveni 70 kg uz vienu iedzīvotāju gadā, un ar reģenerācijas līmeni, kas vēl nesen knapi pārsniedza 10%, šo atkritumu sadzīves kaudze nedaudz vairāk kā desmit gadu laikā sasniegtu 30 miljonus tonnu..

Plastmasas lēno sadalīšanos ietekmē tādi faktori kā ķīmiskā vide, iedarbība (UV) un, protams, materiāla sadrumstalotība. Daudzas pārstrādes tehnoloģijas (8) vienkārši paļaujas uz šo procesu ievērojamu paātrināšanu. Rezultātā no polimēriem iegūstam vienkāršākas daļiņas, kuras varam pārvērst atpakaļ par materiālu kaut kam citam, vai mazākas daļiņas, kuras var izmantot kā izejmateriālu ekstrūzijai, vai arī varam pāriet uz ķīmisko līmeni – iegūt biomasu, ūdeni, dažādus. gāzu veidi, oglekļa dioksīds, metāns, slāpeklis.

8. Pārstrādes un plastmasas apstrādes tehnoloģijas

Veids, kā atbrīvoties no termoplastiskiem atkritumiem, ir salīdzinoši vienkāršs, jo tos var pārstrādāt daudzas reizes. Tomēr apstrādes laikā notiek daļēja polimēra noārdīšanās, kā rezultātā pasliktinās izstrādājuma mehāniskās īpašības. Šī iemesla dēļ pārstrādes procesā tiek pievienots tikai noteikts procents otrreizēji pārstrādātu materiālu vai arī atkritumi tiek pārstrādāti produktos ar zemākām veiktspējas prasībām, piemēram, rotaļlietās.

Daudz lielāka problēma, atbrīvojoties no izlietotajiem termoplastiskajiem izstrādājumiem, ir nepieciešamība šķirot diapazona ziņā, kas prasa profesionālas iemaņas un netīrumu izvadīšanu no tiem. Tas ne vienmēr ir izdevīgi. Plastmasas, kas izgatavotas no šķērssaistītiem polimēriem, principā nav pārstrādājamas.

Visi organiskie materiāli ir viegli uzliesmojoši, taču arī tos šādā veidā ir grūti iznīcināt. Šo metodi nevar piemērot materiāliem, kas satur sēru, halogēnus un fosforu, jo, sadedzinot, atmosfērā izdalās liels daudzums toksisku gāzu, kas izraisa tā sauktos skābos lietus.

Pirmkārt, izdalās organiskie hlora aromātiskie savienojumi, kuru toksicitāte ir daudzkārt augstāka nekā kālija cianīdam, un ogļūdeņražu oksīdi dioksānu veidā - C₄H₈O₂ i furāni - C₄H₄Par izdalīšanos atmosfērā. Tie uzkrājas vidē, bet tos ir grūti noteikt zemās koncentrācijas dēļ. Uzsūcas ar pārtiku, gaisu un ūdeni un uzkrājoties organismā, tie izraisa smagas saslimšanas, samazina organisma imunitāti, ir kancerogēni un var izraisīt ģenētiskas izmaiņas.

Galvenais dioksīnu emisiju avots ir hloru saturošu atkritumu sadedzināšana. Lai izvairītos no šo kaitīgo savienojumu izdalīšanās, instalācijas, kas aprīkotas ar t.s. pēcdedzinātājs, pie min. 1200°C.

Atkritumi tiek pārstrādāti dažādos veidos

Технология atkritumu pārstrāde izgatavots no plastmasas ir daudzpakāpju secība. Sāksim ar atbilstošu nogulumu savākšanu, tas ir, plastmasas atdalīšanu no atkritumiem. Pārstrādes rūpnīcā vispirms notiek priekššķirošana, tad slīpēšana un slīpēšana, svešķermeņu atdalīšana, pēc tam plastmasas šķirošana pēc veida, žāvēšana un pusfabrikāta iegūšana no reģenerētām izejvielām.

Savāktos atkritumus ne vienmēr ir iespējams sakārtot pēc veida. Tāpēc tos šķiro pēc daudzām dažādām metodēm, parasti iedala mehāniskajās un ķīmiskajās. Mehāniskās metodes ietver: manuāla segregācija, flotācijas vai pneimatiskās. Ja atkritumi ir piesārņoti, šādu šķirošanu veic slapjā veidā. Ķīmiskās metodes ietver hidrolīze – polimēru sadalīšana ar tvaiku (izejvielas poliesteru, poliamīdu, poliuretānu un polikarbonātu reprodukcijai) vai zemas temperatūras pirolīze, ar kuru tiek utilizētas, piemēram, PET pudeles un nolietotās riepas.

Pirolīzes ietvaros saprot organisko vielu termisko transformāciju vidē, kas ir pilnīgi bezskābekļa vai ar mazu vai bez skābekļa. Zemas temperatūras pirolīze notiek 450-700°C temperatūrā un cita starpā izraisa pirolīzes gāzes veidošanos, kas sastāv no ūdens tvaikiem, ūdeņraža, metāna, etāna, oglekļa monoksīda un dioksīda, kā arī sērūdeņraža un amonjaks, eļļa, darva, ūdens un organiskās vielas, pirolīzes kokss un putekļi ar augstu smago metālu saturu. Instalācijai nav nepieciešama barošana, jo tā darbojas uz pirolīzes gāzi, kas rodas recirkulācijas procesā.

Iekārtas darbībai tiek patērēts līdz 15% pirolīzes gāzes. Procesā tiek iegūts arī līdz 30% pirolīzes šķidruma, kas līdzīgs mazutam, ko var iedalīt tādās frakcijās kā: 30% benzīns, šķīdinātājs, 50% mazuts un 20% mazuts.

Pārējās otrreizējās izejvielas, kas iegūtas no vienas tonnas atkritumu, ir: līdz 50% oglekļa pirokarbonāta ir cietie atkritumi, siltumspējas ziņā tuvu koksam, ko var izmantot kā cieto kurināmo, aktivēto ogli filtriem vai pulverī kā pigments krāsām un līdz 5% metāla (kuģa lūžņi) automašīnu riepu pirolīzes laikā.

Mājas, ceļi un degviela

Aprakstītās pārstrādes metodes ir nopietni rūpnieciski procesi. Tie nav pieejami katrā situācijā. Dāņu inženierzinātņu studente Lisa Fuglsang Westergaard (9), atrodoties Indijas pilsētā Džogopalpurā Rietumbengālijā, nāca klajā ar neparastu ideju – kāpēc gan neizgatavot ķieģeļus, ko cilvēki varētu izmantot māju celtniecībai no izkaisītiem maisiem un pakām?

9. Lisa Fulsang Westergaard

Runa nebija tikai par ķieģeļu izgatavošanu, bet visa procesa noformēšanu tā, lai projektā iesaistītie cilvēki patiešām gūtu labumu. Pēc viņas ieceres vispirms tiek savākti atkritumi un nepieciešamības gadījumā iztīrīti. Pēc tam savākto materiālu sagatavo, sagriežot to mazākos gabaliņos ar šķērēm vai nažiem. Sasmalcinātas izejvielas tiek ievietotas veidnē un novietotas uz saules režģa, kur tiek uzkarsēta plastmasa. Pēc apmēram stundas plastmasa izkusīs, un pēc tam, kad tā ir atdzisusi, jūs varat izņemt gatavo ķieģeli no veidnes.

plastmasas ķieģeļi tiem ir divi caurumi, caur kuriem var izvīt bambusa nūjas, veidojot stabilas sienas, neizmantojot cementu vai citas saistvielas. Tad šādas plastmasas sienas var apmest tradicionālā veidā, piemēram, ar māla kārtu, kas pasargā no saules. Mājām no plastmasas ķieģeļiem ir arī tā priekšrocība, ka atšķirībā no māla ķieģeļiem tās ir izturīgas pret, piemēram, musonu lietusgāzēm, kas nozīmē, ka tās kļūst daudz izturīgākas.

Der atcerēties, ka plastmasas atkritumus izmanto arī Indijā. ceļu būve. Visiem ceļu izstrādātājiem valstī ir jāizmanto plastmasas atkritumi, kā arī bitumena maisījumi saskaņā ar Indijas valdības 2015. gada novembra noteikumiem. Tam vajadzētu palīdzēt atrisināt pieaugošo plastmasas pārstrādes problēmu. Šo tehnoloģiju izstrādāja prof. Rajagopalans Vasudevans no Madurai Inženieru skolas.

Viss process ir ļoti vienkāršs. Atkritumi vispirms tiek sasmalcināti līdz noteiktam izmēram, izmantojot īpašu mašīnu. Pēc tam tos pievieno pareizi sagatavotai pildvielai. Aizbērtie atkritumi tiek sajaukti ar karsto asfaltu. Ceļš tiek ieklāts 110 līdz 120°C temperatūrā.

Plastmasas atkritumu izmantošanai ceļu būvniecībā ir daudz priekšrocību. Process ir vienkāršs un neprasa jaunu aprīkojumu. Uz katru akmens kilogramu tiek izmantoti 50 grami asfalta. Desmitā daļa no tā varētu būt plastmasas atkritumi, kas samazina izmantotā asfalta daudzumu. Plastmasas atkritumi arī uzlabo virsmas kvalitāti.

Martins Olazars, Basku zemes universitātes inženieris, ir uzbūvējis interesantu un, iespējams, daudzsološu procesa līniju atkritumu pārstrādei ogļūdeņraža degvielā. Augs, kuru izgudrotājs raksturo kā raktuvju pārstrādes rūpnīca, ir balstīta uz biodegvielas izejvielu pirolīzi izmantošanai dzinējos.

Olazar ir uzbūvējis divu veidu ražošanas līnijas. Pirmajā apstrādā biomasu. Otrs, interesantāks, tiek izmantots plastmasas atkritumu pārstrādei materiālos, kurus var izmantot, piemēram, riepu ražošanā. Atkritumi tiek pakļauti ātram pirolīzes procesam reaktorā salīdzinoši zemā 500°C temperatūrā, kas veicina enerģijas ietaupījumu.

Neskatoties uz jaunām idejām un sasniegumiem otrreizējās pārstrādes tehnoloģiju jomā, tas attiecas tikai uz nelielu daļu no 300 miljoniem tonnu plastmasas atkritumu, kas katru gadu tiek saražoti visā pasaulē.

Saskaņā ar Ellen MacArthur Foundation pētījumu tikai 15% iepakojuma tiek nosūtīti konteineros un tikai 5% tiek pārstrādāti. Gandrīz trešā daļa plastmasas piesārņo vidi, kur tā saglabāsies gadu desmitiem, dažreiz simtiem gadu.

Ļaujiet atkritumiem izkūst paši

Plastmasas atkritumu pārstrāde ir viens no virzieniem. Tas ir svarīgi, jo mēs jau esam saražojuši daudz šo atkritumu, un ievērojama nozares daļa joprojām piegādā daudz produktu no lielās piecās daudztonnīgās plastmasas materiāliem. Tomēr Laika gaitā, visticamāk, pieaugs bioloģiski noārdāmās plastmasas, jaunās paaudzes materiālu, kuru pamatā ir, piemēram, uz cietes, polipienskābes vai ... zīda atvasinājumiem, ekonomiskā nozīme..

10. d2w bioloģiski noārdāmi suņu pakaišu maisi.

Šo materiālu ražošana joprojām ir salīdzinoši dārga, kā tas parasti notiek ar inovatīviem risinājumiem. Tomēr visu rēķinu nevar ignorēt, jo tie neietver izmaksas, kas saistītas ar pārstrādi un iznīcināšanu.

Viena no interesantākajām idejām bioloģiski noārdāmās plastmasas jomā ir izgatavota no polietilēna, polipropilēna un polistirola, šķiet, ka tā ir pēc konvencijām zināma tehnoloģija, kuras pamatā ir dažāda veida piedevu izmantošana to ražošanā. d2w (10) vai FIR.

Vairāk pazīstams, tostarp Polijā, jau vairākus gadus ir britu kompānijas Symphony Environmental produkts d2w. Tā ir piedeva mīksto un puscieto plastmasu ražošanai, no kuras mēs pieprasām ātru, videi draudzīgu pašizārdīšanos. Profesionāli tiek saukta d2w darbība plastmasas oksibiodegradācija. Šis process ietver materiāla sadalīšanos ūdenī, oglekļa dioksīdā, biomasā un mikroelementos bez citām atliekām un bez metāna emisijas.

Vispārīgais nosaukums d2w attiecas uz virkni ķīmisko vielu, kas pievienotas ražošanas procesā kā piedevas polietilēnam, polipropilēnam un polistirolam. Tā sauktais d2w prodegradants, kas atbalsta un paātrina dabisko sadalīšanās procesu jebkādu izvēlētu sadalīšanos veicinošu faktoru, piemēram, temperatūras, ietekmes rezultātā, Saules spīd, spiediens, mehāniski bojājumi vai vienkārša stiepšanās.

Polietilēna, kas sastāv no oglekļa un ūdeņraža atomiem, ķīmiskā noārdīšanās notiek, kad tiek pārrauta oglekļa-oglekļa saite, kas savukārt samazina molekulmasu un noved pie ķēdes stiprības un izturības zuduma. Pateicoties d2w, materiāla noārdīšanās process ir samazināts pat līdz sešdesmit dienām. Pārtraukums - kas ir svarīgi, piemēram, iepakošanas tehnoloģijā - to var plānot materiāla ražošanas laikā, atbilstoši kontrolējot piedevu saturu un veidus. Kad degradācijas process ir sākts, tas turpināsies līdz pilnīgai produkta noārdīšanai neatkarīgi no tā, vai tas atrodas dziļi zem zemes, zem ūdens vai ārpus telpām.

Ir veikti pētījumi, lai apstiprinātu, ka pašsairšana no d2w ir droša. Plastmasas, kas satur d2w, jau ir pārbaudītas Eiropas laboratorijās. Smithers/RAPRA ir pārbaudījis d2w saskarei ar pārtiku, un to jau vairākus gadus izmanto lielākie pārtikas mazumtirgotāji Anglijā. Piedevai nav toksiskas iedarbības un tā ir droša augsnei.

Protams, tādi risinājumi kā d2w ātri neaizstās iepriekš aprakstīto pārstrādi, bet var pakāpeniski nonākt pārstrādes procesā. Galu galā šo procesu rezultātā iegūtajām izejvielām var pievienot prodegradantu, un mēs iegūstam oksibioloģiski noārdāmu materiālu.

Nākamais solis ir plastmasa, kas sadalās bez rūpnieciskiem procesiem. Tādas, piemēram, tādas, no kurām izgatavotas īpaši plānas elektroniskās shēmas, kuras izšķīst pēc savas funkcijas veikšanas cilvēka organismā., pirmo reizi prezentēts pagājušā gada oktobrī.

Izgudrojums kausēšanas elektroniskās shēmas ir daļa no plašāka pētījuma par tā saukto īslaicīgo - vai, ja vēlaties, "pagaidu" - elektroniku () un materiāliem, kas pazudīs pēc sava uzdevuma pabeigšanas. Zinātnieki jau ir izstrādājuši metodi mikroshēmu konstruēšanai no īpaši plāniem slāņiem, ko sauc nanomembrāna. Tie izšķīst dažu dienu vai nedēļu laikā. Šī procesa ilgumu nosaka sistēmas pārklājošā zīda slāņa īpašības. Pētniekiem ir iespēja šīs īpašības kontrolēt, t.i., izvēloties atbilstošos slāņa parametrus, viņi izlemj, cik ilgi tā paliks par pastāvīgu sistēmas aizsardzību.

Kā skaidro BBC prof. Fiorenco Omenetto no Tuftas universitātes ASV: “Šīstošā elektronika darbojas tikpat uzticami kā tradicionālās shēmas, dizainera norādītajā laikā kūst līdz galamērķim vidē, kurā tā atrodas. Tās var būt dienas vai gadi."

Pēc prof. Džons Rodžerss no Ilinoisas Universitātes, vēl tikai atklās kontrolētas šķīdināšanas materiālu iespējas un pielietojumu. Varbūt visinteresantākās šī izgudrojuma perspektīvas vides atkritumu apglabāšanas jomā.

Vai baktērijas palīdzēs?

Šķīstošās plastmasas ir viena no nākotnes tendencēm, kas nozīmē pāreju uz pilnīgi jauniem materiāliem. Otrkārt, meklēt veidus, kā ātri noārdīt videi kaitīgās vielas, kas jau atrodas vidē un būtu jauki, ja tās no turienes pazustu.

Pavisam nesen Kioto Tehnoloģiju institūts analizēja vairāku simtu plastmasas pudeļu degradāciju. Pētījumu gaitā tika noskaidrots, ka eksistē baktērija, kas spēj noārdīt plastmasu. Viņi viņai piezvanīja . Atklājums tika aprakstīts prestižajā žurnālā Science.

Šajā radīšanā PET polimēra noņemšanai tiek izmantoti divi fermenti. Viens izraisa ķīmiskas reakcijas, lai sadalītu molekulas, otrs palīdz atbrīvot enerģiju. Baktērija tika atrasta vienā no 250 paraugiem, kas ņemti PET pudeļu pārstrādes rūpnīcas tuvumā. Tas tika iekļauts mikroorganismu grupā, kas sadalīja PET membrānas virsmu ar ātrumu 130 mg/cm² dienā 30°C temperatūrā. Zinātniekiem izdevās iegūt arī līdzīgu mikroorganismu kopumu, kam nav, bet kuri nespēj metabolizēt PET. Šie pētījumi parādīja, ka tas patiešām bioloģiski noārda plastmasu.

Lai iegūtu enerģiju no PET, baktērija vispirms hidrolizē PET ar angļu enzīmu (PET hidrolāzi) līdz mono(2-hidroksietil)tereftalskābei (MHET), kas pēc tam tiek hidrolizēta nākamajā solī, izmantojot angļu fermentu (MGET hidrolāzi). . uz oriģinālajiem plastmasas monomēriem: etilēnglikolu un tereftalskābi. Baktērijas var izmantot šīs ķīmiskās vielas tieši enerģijas ražošanai (11).

11. PET noārdīšanās baktēriju ietekmē 

Diemžēl ir vajadzīgas veselas sešas nedēļas un piemēroti apstākļi (tostarp 30°C temperatūra), lai visa kolonija atlocītu plānu plastmasas gabalu. Tas nemaina faktu, ka atklājums var mainīt otrreizējās pārstrādes būtību.

Mēs noteikti neesam lemti dzīvot ar plastmasas atkritumiem, kas izkaisīti pa visu vietu (12). Kā liecina jaunākie atklājumi materiālu zinātnes jomā, mēs varam atbrīvoties no lielgabarīta un grūti noņemamas plastmasas uz visiem laikiem. Taču, pat ja drīzumā pāriesim uz pilnībā bioloģiski noārdāmu plastmasu, mums un mūsu bērniem vēl ilgi būs jācīnās ar pārpalikumiem. izmestās plastmasas laikmets. Varbūt šī būs laba mācība cilvēcei, kas nekad bez pārdomām neatteiksies no tehnoloģijām tikai tāpēc, ka tās ir lētas un ērtas?