Пластмасы ў свеце

У 2050 годзе вага пластыкавых адходаў у акіянах перавысіць вагу рыбы разам узятую! Такое папярэджанне было ўключана ў справаздачу Фонду Элен Макартур і кампаніі McKinsey, апублікаваная з нагоды Сусветнага эканамічнага форуму ў Давосе ў 2016 годзе.

Як мы чытаем у дакуменце, суадносіны тон пластыка да тон рыбы ў акіянскіх водах у 2014 годзе было адзін да пяці. У 2025 годзе іх будзе адзін да трох, а ў 2050 годзе пластыкавых адходаў стане больш… Даклад быў заснаваны на інтэрв'ю з больш чым 180 экспертамі і аналізе больш за дзвесце іншых даследаванняў. Аўтары справаздачы адзначаюць, што толькі 14% пластыкавай упакоўкі перапрацоўваецца. Для іншых матэрыялаў хуткасць перапрацоўкі застаецца нашмат вышэй - аднаўляецца 58% паперы і да 90% жалеза і сталі.

1. Сусветная вытворчасць пластмас у 1950-2010 гг.

Дзякуючы прастаце выкарыстання, ўніверсальнасці і, што цалкам відавочна, ён стаў адным з самых папулярных матэрыялаў у свеце. Яго выкарыстанне павялічылася амаль у дзвесце разоў з 1950 па 2000 год (1) і, як чакаецца, падвоіцца ў наступныя XNUMX гадоў.

2. Малюнак з ціхаакіянскага раю архіпелага Тувалу

. Мы знаходзім яго ў бутэльках, фальзе, аконных рамах, адзенні, кавамашынах, аўтамабілях, кампутарах і клетках. Нават футбольны газон хавае сінтэтычныя валокны паміж натуральнымі травінкамі. Поліэтыленавыя пакеты і пакеты, часам выпадкова якія ядуць жывёламі, смецяць на абочынах дарог і ў палях (2). Часта з-за адсутнасці альтэрнатывы пластыкавае смецце спальваюць, вылучаючы ў атмасферу таксічныя пары. Пластыкавыя адходы забіваюць каналізацыю, выклікаючы паводкі. Яны перашкаджаюць прарастанню раслін і паглынанню дажджавой вады.

3. Чарапаха есць пластыкавую фальгу

Самыя маленькія прадметы - самыя дрэнныя

Многія даследчыкі адзначаюць, што самыя небяспечныя пластыкавыя адходы - гэта не плаваюць у акіяне ПЭТ-бутэлькі і не мільярды руйнуецца пластыкавых пакетаў. Самая вялікая праблема - гэта аб'екты, якія мы на самой справе не заўважаем. Гэта тонкія пластыкавыя валокны, уплеценыя ў тканіну нашага адзення. Дзясяткамі шляхоў, сотнямі дарог, праз каналізацыю, рэкі, нават праз атмасферу яны пранікаюць у навакольнае асяроддзе, у харчовыя ланцугі жывёл і чалавека. Шкоднасць гэтага віду забруджвання дасягае ўзровень клеткавых структур і ДНК!

На жаль, швейная прамысловасць, якая, паводле ацэнак, перапрацоўвае каля 70 мільярдаў тон гэтага тыпу валакна ў 150 мільярдаў адзінак адзення, насамрэч ніяк не рэгулюецца. Вытворцы адзення не падлягаюць такім строгім абмежаванням і кантролю, як вытворцы пластыкавага пакавання або вышэйзгаданых ПЭТ-бутэлек. Мала што гаворыцца або пішацца пра іх уклад у забруджванне свету пластыкам. Таксама адсутнічаюць строгія і адпрацаваныя працэдуры ўтылізацыі адзення, пераплеценай са шкоднымі валокнамі.

Звязанай і не меншай праблемай з'яўляецца так званая мікрапорысты пластык, гэта значыць малюсенькія сінтэтычныя часціцы памерам менш за 5 мм. Гранулы паступаюць з многіх крыніц - пластмас, якія руйнуюцца ў навакольным асяроддзі, у вытворчасці пластмас або ў працэсе ізаляцыі аўтамабільных шын падчас іх эксплуатацыі. Дзякуючы падтрымцы ачышчальнага дзеяння мікрачасціцы пластыка можна знайсці нават у зубных пастах, гелях для душа і сродках для пілінга. Са сцёкавымі водамі яны трапляюць у рэкі і моры. Большасць звычайных ачышчальных збудаванняў не могуць іх улавіць.

Трывожнае знікненне адходаў

Пасля даследавання, праведзенага ў 2010-2011 гадах марской экспедыцыяй пад назвай "Маласпіна", было нечакана выяўлена, што ў акіянах было значна менш пластыкавых адходаў, чым меркавалася. Месяцамі. Навукоўцы разлічвалі на ўлоў, які дазволіць ацаніць колькасць акіянічнага пластыка ў мільёны тон. Між тым у справаздачы аб даследаванні, якая з'явілася ў часопісе «Працы Нацыянальнай акадэміі навук» у 2014 годзе, гаворыцца пра… 40 тысяч. тон. Навукоўцы выявілі, што 99% пластыка, які павінен плаваць у акіянскіх водах, адсутнічае!

4. Пластык і жывёлы

Усё добра? Дакладна не. Навукоўцы мяркуюць, што знік пластык патрапіў у харчовы ланцуг акіяна. Такім чынам: смецце масава ядуць рыбы і іншыя марскія арганізмы. Адбываецца гэта пасля фрагментацыі з-за дзеянні сонца і хваль. Тады малюсенькія плаваюць кавалачкі рыбы могуць зблытаць са сваёй ежай - малюсенькімі марскімі істотамі. Наступствы паглынання дробных кавалачкаў пластыка і іншых кантактаў з пластыкам яшчэ недастаткова вывучаны, але, верагодна, гэта не вельмі добры эфект (4).

Па сціплых падліках, апублікаваных у часопісе Science, штогод у Сусветны акіян трапляе больш за 4,8, 12,7 млн тон пластыкавага смецця. Аднак яна можа дасягаць 8 тон. Навукоўцы, якія праводзілі гэтыя разлікі, кажуць, што калі б сярэдняе значэнне іх ацэнкі складала каля 34 мільёнаў тон, то гэтая колькасць смецця пакрыла б XNUMX выспы памерам з Манхэтэн адным пластом.

Асноўнымі аўтарамі гэтых разлікаў з'яўляюцца навукоўцы з Каліфарнійскага ўніверсітэта ў Санта-Барбары. Падчас сваёй працы яны супрацоўнічалі з амерыканскімі федэральнымі ўстановамі і іншымі ўніверсітэтамі. Цікавы той факт, што па гэтых ацэнках усяго ад 6350 да 245 тысяч. тоны пластыка, які засмечвае мора, плаваюць на паверхні акіянскіх вод. Астатнія ў іншым месцы. Па меркаванні навукоўцаў, як на марскім дне, так і на ўзбярэжжах і, вядома ж, у арганізмах жывёл.

У нас ёсць яшчэ навейшыя і яшчэ больш жахлівыя дадзеныя. У канцы мінулага года анлайн-сховішча навуковых матэрыялаў «Плос Уан» апублікавала калектыўную працу даследнікаў з шматлікіх сотняў навуковых цэнтраў, якія ацанілі агульную масу пластыкавых адыходаў, якія плаваюць на паверхні сусветнага акіяна, у 268 940 тон! Іх ацэнка заснавана на дадзеных 24 экспедыцый, зробленых у 2007-2013 гг. у трапічных водах і Міжземнамор'і.

«Мацярыкі» (5) з пластыкавага смецця не статычныя. На аснове мадэлявання руху водных плыняў у акіянах, навукоўцам удалося вызначыць, што яны не збіраюцца ў адным месцы - хутчэй, яны пераносяцца на вялікія адлегласці. У выніку дзеяння ветра на паверхню акіянаў і кручэнні Зямлі (праз так званую сілу Карыёліса) утворацца віхуры вады ў пяці найбуйных целах нашай планеты - г.зн. паўночным і паўднёвым частцы Ціхага акіяна, паўночная і паўднёвая часткі Атлантыкі і Індыйскага акіяна, у якіх паступова назапашваюцца ўсе плаваюць пластыкавыя прадметы і адходы. Гэтая сітуацыя цыклічна паўтараецца кожны год.

5. Карта распаўсюджвання ў акіяне пластыкавага смецця рознага памеру.

Знаёмства з міграцыйнымі шляхамі гэтых "кантынентаў" з'яўляецца вынікам працяглых сімуляцый з выкарыстаннем спецыялізаванага абсталявання (звычайна карыснага ў даследаваннях клімату). Быў вывучаны шлях, які праходзяць некалькі мільёнаў пластыкавых адходаў. Мадэляванне паказала, што ў збудаваннях, створаных на плошчы некалькі соцень тысяч кіламетраў, прысутнічалі водныя патокі, якія выводзілі частку адходаў за межы іх найбольшай канцэнтрацыі і накіроўвалі на ўсход. Вядома, ёсць яшчэ такія фактары, як сіла хваль і вятры, якія не ўлічваліся пры падрыхтоўцы вышэйзгаданага даследавання, але, безумоўна, гуляюць значную ролю ў хуткасці і кірунку транспартавання пластыка.

Гэтыя дрэйфуючыя "зямлі" адходаў таксама з'яўляюцца выдатным транспартным сродкам для розных тыпаў вірусаў і бактэрый, якія, такім чынам, могуць лягчэй распаўсюджвацца.

Як ачысціць «смеццевыя кантыненты»

Можна збіраць уручную. Пластыкавае смецце для адных - праклён, а для іншых - крыніца даходу. яны нават каардынуюцца міжнароднымі арганізацыямі. Калекцыянеры з краін трэцяга свету падзяляць пластык у хатніх умовах. Яны працуюць уручную ці з дапамогай простых машын. Пластмасы здрабняюцца або разразаюцца на дробныя кавалачкі і прадаюцца для далейшай перапрацоўкі. Пасярэднікамі паміж імі, адміністрацыяй і грамадскімі арганізацыямі з'яўляюцца спецыялізаваныя арганізацыі. Гэтае супрацоўніцтва забяспечвае калекцыянерам стабільны даход. У той жа час гэта спосаб выдалення пластыкавых адходаў з навакольнага асяроддзя.

Аднак збор уручную адносна неэфектыўны. Таму ёсць ідэі для больш маштабнай дзейнасці. Напрыклад, галандская кампанія Boyan Slat у рамках праекту The Ocean Cleanup прапануе усталёўка ў моры плывучых смеццеперахапляльных загарод.

Эксперыментальная ўстаноўка па зборы смецця каля вострава Цусіма, размешчанага паміж Японіяй і Карэяй, аказалася вельмі паспяховай. Ён не сілкуецца ад якія-небудзь вонкавых крыніц энергіі. Яго выкарыстанне заснавана на веданні ўздзеяння ветра, марскіх плыняў і хваль. Плавае пластыкавае смецце, патрапіўшы ў пастку, выгнутую ў выглядзе дугі або шчыліны (6), выштурхваецца далей у вобласць, дзе ён запасіцца, і можа быць адносна лёгка выняты. Зараз, калі рашэнне ў меншым маштабе праверана, трэба пабудаваць буйнейшыя ўстаноўкі, даўжынёй нават за сто кіламетраў.

6. Збор плавае пластыкавага смецця ў рамках праекту The Ocean Cleanup.

Вядомы вынаходнік і мільянер Джэймс Дайсан распрацаваў праект некалькі гадоў таму. М. В. Рэчыклонабо выдатная баржа-пыласосчыёй задачай будзе чысціць акіянскія воды ад смецця, у асноўным пластыка. Машына павінна лавіць смецце сеткай, а затым усмоктваць яго чатырма цэнтрабежнымі пыласосамі. Канцэпцыя заключаецца ў тым, што ўсмоктванне павінна адбывацца па-за вадой і не падвяргаць небяспекі рыбу. Дайсан - ангельскі распрацоўнік прамысловага абсталявання, найболей вядомы як вынаходнік бязмешкавага пыласоса, які працуе па прынцыпе цыклоннага падзелу.

І што рабіць з гэтай масай хламу, калі ўсё роўна паспееш сабраць? Недахопу ў ідэях няма. Напрыклад, канадзец Дэвід Кац прапануе стварыць пластыкавы слоік ().

Адходы былі б свайго роду валютай тут. Іх можна было абмяняць на грошы, адзенне, ежу, мабільныя папаўненні або 3D-прынтэр., Што, у сваю чаргу, дазваляе ствараць новыя прадметы побыту з перапрацаванае пластыка. Ідэя нават была рэалізаваная ў Ліме, сталіцы Перу. Цяпер Кац мае намер зацікавіць ім гаіцянскія ўлады.

Перапрацоўка працуе, але не ўсё

Тэрмін «пластык» азначае матэрыялы, асноўным складнікам якіх з'яўляюцца сінтэтычныя, натуральныя ці мадыфікаваныя палімеры. Пластмасы могуць быць атрыманы як з чыстых палімераў, так і з палімераў, мадыфікаваных даданнем розных дапаможных рэчываў. Тэрмін «пластмасы» у гутарковай мове ахоплівае таксама паўфабрыкаты, якія паступаюць на перапрацоўку, і гатовыя вырабы пры ўмове, што яны выраблены з матэрыялаў, якія можна аднесці да групы пластмас.

Існуе каля дваццаці распаўсюджаных відаў пластыка. Кожны з іх пастаўляецца ў шматлікіх варыянтах, якія дапамогуць вам выбраць лепшы матэрыял для вашага дадатку. Ёсць пяць (ці шэсць) груп буйнатанажныя пластмасы: поліэтылен (PE, у тым ліку высокай і нізкай шчыльнасці, HD і LD), поліпрапілен (PP), полівінілхларыду (PVC), полістырол (PS) і поліэтылентэрэфталат (PET). Гэта так званае вялікая пяцёрка або шасцёрка (7) пакрывае амаль 75% еўрапейскага попыту на ўсе пластмасы і ўяўляе сабой самую вялікую групу пластмас, якія вывозяцца на муніцыпальныя звалкі.

Утылізацыя гэтых рэчываў шляхам гарэнне на адкрытым паветры яна ніякім чынам не прымаецца як адмыслоўцамі, так і шырокай публікай. З іншага боку, для гэтай мэты можна выкарыстоўваць экалагічна чыстыя смецця заводы, якія дазваляюць скараціць аб'ём адходаў да 90%.

Захоўванне адходаў на палігонах гэта не так таксічна, як спальванне іх на адкрытым паветры, але і ў большасці развітых краін гэта больш не прынята. Хоць гэта няпраўда, што "пластык даўгавечны", для біяраскладання палімераў патрабуецца значна больш часу, чым для харчовых прадуктаў, паперы ці металічных адходаў. Досыць даўно, што, напрыклад, у Польшчы пры цяперашнім узроўні вытворчасці пластыкавага смецця, якое складае каля 70 кг на душу насельніцтва ў год, і пры каэфіцыенце вымання, які яшчэ нядаўна ледзь перавышаў 10%, айчынны насып гэтага смецця дасягнуў бы 30 млн тон крыху больш за за дзясятак гадоў..

На павольнае разлажэнне пластыка ўплываюць такія фактары, як хімічнае асяроддзе, уздзеянне (УФ) і, вядома ж, фрагментацыя матэрыялу. Многія тэхналогіі перапрацоўкі (8) проста належаць на значнае паскарэнне гэтых працэсаў. У выніку мы атрымліваем прасцейшыя часціцы з палімераў, якія мы можам ператварыць зваротна ў матэрыял для чагосьці іншага, ці драбнейшыя часціцы, якія можна выкарыстоўваць у якасці сыравіны для экструзіі, ці ж мы можам перайсці на хімічны ўзровень – для атрымання біямасы, вады, розныя віды газаў, вуглякіслы газ, метан, азот.

8. Тэхналогіі рэцыклінгу і перапрацоўкі пластмас

Спосаб утылізацыі тэрмапластычных адходаў адносна просты, бо іх можна перапрацоўваць шмат разоў. Аднак пры перапрацоўцы адбываецца частковая дэградацыя палімера, следствам чаго з'яўляецца пагаршэнне механічных уласцівасцяў выраба. Па гэтай прычыне ў працэс апрацоўкі дадаецца толькі пэўны працэнт другаснай сыравіны ці адходы перапрацоўваюцца ў прадукты з меншымі эксплуатацыйнымі патрабаваннямі, такія як цацкі.

Значна большай праблемай пры ўтылізацыі скарыстаных тэрмапластычных вырабаў з'яўляецца неабходнасць іх сартавання у частцы асартыменту, што патрабуе прафесійных навыкаў і выдаленні з іх прымешак. Гэта не заўсёды выгадна. Пластмасы з пашытых палімераў у прынцыпе не падлягаюць другаснай перапрацоўцы.

Усе арганічныя матэрыялы лёгка ўзгараюцца, але і знішчыць іх такім спосабам таксама складана. Гэты метад нельга ўжываць для матэрыялаў, якія змяшчаюць серу, галагены і фосфар, бо пры згаранні яны вылучаюць у атмасферу вялікая колькасць атрутных газаў, якія з'яўляюцца чыннікам так званага кіслотны дождж.

У першую чаргу вылучаюцца хлорарганічныя араматычныя злучэнні, таксічнасць якіх у шмат разоў перавышае цыяністы калій, і аксіды вуглевадародаў у выглядзе дыяксанаў - З₄H₈O₂ я фуранаў - C₄H₄Аб выхадзе ў атмасферу. Яны назапашваюцца ў навакольным асяроддзі, але іх цяжка выявіць з-за нізкіх канцэнтрацый. Паглынаючыся з ежай, паветрам і вадой і назапашваючыся ў арганізме, яны выклікаюць цяжкія захворванні, змяншаюць імунітэт арганізма, канцэрагенныя і могуць выклікаць генетычныя змены.

Асноўнай крыніцай выкідаў дыяксінаў з'яўляюцца працэсы спальвання адходаў, якія змяшчаюць у сваім складзе хлор. У пазбяганне выкіду гэтых шкодных злучэнняў усталёўкі, абсталяваныя т.зв. камера дапальвання, пры тэмпературы мін. 1200°С.

Адходы перапрацоўваюцца рознымі спосабамі

Тэхналогія перапрацоўка адходаў з пластмасы ўяўляе сабой шматступенную паслядоўнасць. Пачнём з адпаведнага збору ападкаў, гэта значыць аддзяленні пластыка ад смецця. На перапрацоўчым заводзе адбываецца спачатку папярэдняе сартаванне, затым драбненне і драбненне, аддзяленне іншародных целаў, затым сартаванне пластмас па відах, сушка і атрыманне паўфабрыката з адноўленай сыравіны.

Не заўсёды ёсць магчымасць пасартаваць сабранае смецце па выглядах. Менавіта таму іх сартуюць мноствам розных метадаў, якія звычайна дзеляцца на механічныя і хімічныя. Да механічных метадаў адносяцца: ручная сегрэгацыя, флатацыйная або пнеўматычная. Калі адходы забруджаны, такое сартаванне вырабляецца мокрым спосабам. Хімічныя метады ўключаюць гідроліз – раскладанне палімераў пад дзеяннем пары (сыравіну для паўторнай вытворчасці поліэфіраў, поліамідаў, поліўрэтанаў і полікарбанатаў) або нізкатэмпературны піроліз, з дапамогай якога утылізуюцца, напрыклад, ПЭТ-бутэлькі і выкарыстаныя шыны.

Пад піролізам разумеюць тэрмічнае ператварэнне арганічных рэчываў у асяроддзі, цалкам бескіслароднай або з невялікім утрыманнем кіслароду або без яго. Нізкатэмпературны піроліз працякае пры тэмпературы 450-700 ° С і прыводзіць да адукацыі, у тым ліку, піралізны газ, які складаецца з пары вады, вадароду, метану, этану, аксіду і дыяксіду вугляроду, а таксама серавадароду і аміяку, масла, смалы, вады і арганічных рэчываў, піролізнага коксу і пылу з высокім утрыманнем цяжкіх металаў. Устаноўка не патрабуе электрасілкавання, таму што працуе на піралізным газе, які ўтвараецца ў працэсе рэцыркуляцыі.

На працу ўстаноўкі расходуецца да 15% піралізнага газу. У працэсе таксама ўтвараецца да 30% піралізнай вадкасці, аналагічнай мазуту, якую можна падзяліць на такія фракцыі, як: 30% бензіну, растваральніка, 50% мазуту і 20% мазуту.

Астатняй другаснай сыравінай, якая атрымліваецца з адной тоны адходаў, з'яўляюцца: да 50% піракарбанат вугляроду - гэта цвёрдыя адходы, па цеплатворнай здольнасці блізкія да коксу, якія можна выкарыстоўваць як цвёрдае паліва, актываваны вугаль для фільтраў або парашкападобны як пігмент для фарбаў і да 5 % металу (кармавы крышан) пры піролізе аўтамабільных пакрышак.

Дамы, дарогі і паліва

Апісаныя метады перапрацоўкі з`яўляюцца сур'ёзнымі прамысловымі працэсамі. Яны даступныя не ў кожнай сітуацыі. Студэнтцы-інжынеру з Даніі Лізе Фуглсанг Вестэргаард (9) падчас знаходжання ў індыйскім горадзе Джойгапалпур у Заходняй Бенгаліі прыйшла ў галаву незвычайная ідэя - чаму б не зрабіць з раскіданых паўсюль мяшкоў і ўпаковак цэглу, якія людзі маглі б выкарыстоўваць для будаўніцтва дамоў?

9. Ліза Фулсанг Вестэргаард

Размова ішла не толькі аб самой вытворчасці цэглы, але і аб распрацоўцы ўсяго працэсу, каб людзі, якія ўдзельнічаюць у праекце, сапраўды атрымлівалі карысць. Па яе задуме, адыходы спачатку збіраюць, а пры неабходнасці чысцяць. Затым сабраны матэрыял падрыхтоўваюць, разразаючы яго на драбнейшыя кавалачкі нажніцамі або нажамі. Здробненая сыравіна змяшчаюць у форму і змяшчаюць на сонечную рашотку, дзе пластык награваецца. Прыкладна праз гадзіну пластык расплавіцца, а пасля яго астывання можна вымаць гатовую цэглу з формы.

Пластыкавая цэгла у іх ёсць дзве адтуліны, праз якія можна прасунуць бамбукавыя палачкі, ствараючы ўстойлівыя сцены без выкарыстання цэменту ці іншых злучных рэчываў. Затым такія пластыкавыя сцены можна атынкаваць традыцыйным спосабам, напрыклад, пластом гліны, які абараняе іх ад сонца. Хаты з пластыкавай цэглы маюць і тую перавагу, што, у адрозненне ад глінянай цэглы, яны ўстойлівыя, напрыклад, да мусонных ліўняў, а значыць, становяцца нашмат даўгавечней.

Варта памятаць, што пластыкавыя адходы таксама выкарыстоўваюцца ў Індыі. Будаўніцтва дарогі. Усе забудоўшчыкі дарог у краіне абавязаны выкарыстоўваць пластыкавыя адходы, а таксама бітумныя сумесі ў адпаведнасці з пастановай урада Індыі ад лістапада 2015 года. Гэта павінна дапамагчы вырашыць якая расце праблему ўтылізацыі пластыка. Гэтая тэхналогія была распрацавана праф. Раджагапалана Васудэвана з Інжынернай школы Мадурай.

Увесь працэс вельмі просты. Адходы спачатку здрабняюцца да вызначанага памеру з дапамогай спецыяльнай машыны. Затым іх дадаюць у правільна падрыхтаваны запаўняльнік. Засыпанае засыпное смецце змешваюць з гарачым асфальтам. Дарога ўкладваецца пры тэмпературы ад 110 да 120 °С.

Ёсць шмат пераваг выкарыстання пластыка з адходаў для дарожнага будаўніцтва. Працэс просты і не патрабуе новага абсталявання. На кожны кілаграм каменя ідзе 50 грамаў асфальту. Адна дзясятая частка гэтага можа быць пластыкавымі адыходамі, што памяншае колькасць выкарыстоўванага асфальта. Пластыкавыя адходы таксама паляпшаюць якасць паверхні.

Марцін Олазар, інжынер Універсітэта Краіны Баскаў, пабудаваў цікавую і, магчыма, перспектыўную тэхналагічную лінію па перапрацоўцы адходаў у вуглевадароднае паліва. Ўстаноўка, якую вынаходнік апісвае як шахтны нафтаперапрацоўчы завод, заснаваны на піролізе зыходных матэрыялаў біяпаліва для выкарыстання ў рухавіках.

Olazar пабудаваў два тыпы тэхналагічных ліній. Першы перапрацоўвае біямасу. Другі, цікавейшы, выкарыстоўваецца для перапрацоўкі пластыкавых адыходаў у матэрыялы, якія можна выкарыстаць, напрыклад, для вытворчасці шын. Адходы падвяргаюцца хуткаму працэсу піролізу ў рэактары пры адносна нізкай тэмпературы 500 ° С, што спрыяе эканоміі энергаспажывання.

Нягледзячы на ​​новыя ідэі і дасягненні ў тэхналогіі перапрацоўкі, толькі невялікі працэнт з 300 мільёнаў тон пластыкавых адходаў, якія штогод вырабляюцца ва ўсім свеце, пакрываецца ёю.

Паводле даследавання Фонду Элен Макартур, толькі 15% пакавання адпраўляецца ў кантэйнеры і толькі 5% перапрацоўваецца. Амаль трэць пластыкаў забруджваюць навакольнае асяроддзе, у якім яны застануцца на дзясяткі, а часам і сотні гадоў.

Няхай смецце растае сам

Перапрацоўка пластыкавых адходаў - адзін з напрамкаў. Важна, таму што гэтай дрэні мы ўжо вырабілі вельмі шмат, і немалая частка прамысловасці яшчэ пастаўляе масу вырабаў з матэрыялаў вялікай пяцёркі шматтонных пластыкаў. Аднак з часам эканамічнае значэнне біяраскладальнага пластыкаў, матэрыялаў новага пакалення, заснаваных, напрыклад, на вытворных крухмалу, полимолочной кіслаты ці ... шоўку, верагодна, узрасце.

10. Мяшкі для сабачага прыплоду з раскладаецца матэрыялу d2w.

Вытворчасць гэтых матэрыялаў па-ранейшаму адносна дорага, як гэта звычайна бывае з інавацыйнымі рашэннямі. Аднак увесь законапраект нельга ігнараваць, паколькі яны выключаюць выдаткі, звязаныя з перапрацоўкай і утылізацыяй.

Адна з самых цікавых ідэй у галіне біяраскладання пластыкаў зроблена ў тым ліку з поліэтылену, поліпрапілена і полістыролу, падобна, гэта тэхналогія, заснаваная на выкарыстанні пры іх вытворчасці розных відаў дабавак, вядомых пад умоўнымі пазначэннямі. d2w (10) або FIR.

Найбольш вядомы, у тым ліку і ў Польшчы, ужо некалькі гадоў прадукт d2w брытанскай кампаніі Symphony Environmental. Гэта дадатак для вытворчасці мяккіх і паўцвёрдых пластыкаў, ад якіх мы патрабуем хуткага, экалагічна бяспечнага самараскладання. Прафесійна аперацыя d2w называецца оксибиодеградация пластмас. Гэты працэс уключае разлажэнне матэрыялу на ваду, вуглякіслы газ, біямасу і мікраэлементы без іншых астаткаў і без выдзялення метану.

Пад агульнай назвай d2w разумеецца цэлы набор хімічных рэчываў, якія дадаюцца ў працэсе вытворчасці ў якасці дабавак да поліэтылену, поліпрапілена і полістыролу. Так званай прадэградант d2w, які падтрымлівае і паскарае натуральны працэс раскладання ў выніку ўздзеяння любых абраных фактараў, якія спрыяюць раскладанню, такіх як тэмпература, сонечнае святло, ціск, механічнае пашкоджанне або простае расцяжэнне.

Хімічна разлажэнне поліэтылену, які складаецца з атамаў вугляроду і вадароду, адбываецца пры парушэнні злучэння вуглярод-вуглярод, што, у сваю чаргу, зніжае малекулярную масу і прыводзіць да страты трываласці і даўгавечнасці ланцуга. Дзякуючы d2w працэс дэградацыі матэрыялу скараціўся нават да шасцідзесяці дзён. Час разрыву - што важна, напрыклад, у тэхналогіі пакавання - яго можна планаваць падчас вытворчасці матэрыялу шляхам які адпавядае кантролю ўтрымання і тыпаў дадаткаў. Аднойчы пачаўшыся, працэс дэградацыі будзе працягваць развівацца да поўнага раскладання прадукта, незалежна ад таго, ці знаходзіцца ён глыбока пад зямлёй, пад вадой ці на адкрытым паветры.

Былі праведзены даследаванні, каб пацвердзіць, што самараспад ад d2w бяспечны. Пластыкі, якія змяшчаюць d2w, ужо прайшлі выпрабаванні ў еўрапейскіх лабараторыях. Лабараторыя Smithers / RAPRA правяла праверку магчымасці выкарыстання матэрыялу d2w у кантакце з харчовымі прадуктамі, дзякуючы чаму прадукт ужо некалькі гадоў выкарыстоўваецца буйнымі харчовымі рытэйлерамі Англіі. Дадатак не аказвае таксічнага дзеяння і бяспечная для глебы.

Вядома, такія рашэнні, як d2w, не заменяць хутка апісаную раней перапрацоўку, але паступова могуць увайсці ў працэсы перапрацоўкі адходаў. У выніку, да сыравіны, атрыманай у выніку гэтых працэсаў, можна дадаць прадэградант, і мы атрымаем оксібіяраскладальны матэрыял.

Наступны крок - пластмасы, якія раскладаюцца без якіх-небудзь прамысловых працэсаў. Такія, напрыклад, як тыя, з якіх зроблены звыштонкія электронныя схемы, якія раствараюцца пасля выканання сваёй функцыі ў арганізме чалавека., прадстаўлены ўпершыню ў кастрычніку мінулага года.

Вынаходства плаўленне электронных схем з'яўляецца часткай шырэйшага даследавання так званага мімалётныя — ці, калі жадаеце, «часовыя» — электроніка () і матэрыялы, якія знікнуць пасля выканання сваёй задачы. Навукоўцы ўжо распрацавалі метад канструявання чыпаў з надзвычай тонкіх пластоў, званы нанамембрана. Яны раствараюцца на працягу некалькіх дзён ці тыдняў. Працягласць гэтага працэсу вызначаецца ўласцівасцямі шаўковага пласта, якім пакрыты сістэмы. Даследнікі маюць магчымасць кіраваць гэтымі ўласцівасцямі, т. е., выбіраючы якія адпавядаюць параметры пласта, вырашаюць, як доўга ён будзе заставацца сталай абаронай для сістэмы.

Як растлумачыў Бі-бі-сі праф. Фіёранца Аменэта з Універсітэта Тафтса ў ЗША: «Растваральная электроніка працуе гэтак жа надзейна, як і традыцыйныя схемы, плавячыся па месцы прызначэння ў тым асяроддзі, у якім яны знаходзяцца, у зададзены распрацоўшчыкам час. Гэта могуць быць дні ці гады».

Згодна з праф. Джон Роджэрс з Універсітэта Ілінойса, адкрыццё магчымасцяў і прыкладанняў матэрыялаў з кантраляваным растварэннем яшчэ наперадзе. Мабыць, самыя цікавыя далягляды ў гэтага вынаходства ў вобласці экалагічнай утылізацыі адыходаў.

Бактэрыі дапамогуць?

Растваральныя пластмасы - гэта адна з тэндэнцый будучыні, якая азначае пераход да зусім новых матэрыялаў. Па-другое, шукаць спосабы хуткага экалагічнага разлажэння экалагічна шкодных рэчываў, якія ўжо знаходзяцца ў навакольным асяроддзі і добра было б, калі б яны адтуль зніклі.

Зусім нядаўна Кіёцкі тэхналагічны інстытут прааналізаваў разлажэнне некалькіх сотняў пластыкавых бутэлек. У ходзе даследаванняў было выяўлена, што існуе бактэрыя, здольная раскладаць пластмасы. Яе назвалі . Адкрыццё было апісана ў прэстыжным часопісе "Навука".

У гэтым творы ўжываюцца два фермента для выдалення палімера ПЭТ. Адзін запускае хімічныя рэакцыі для разбурэння малекул, іншы дапамагае вызваляць энергію. Бактэрыя была знойдзена ў адным з 250 узораў, узятых у наваколлях завода па перапрацоўцы ПЭТ-бутэлек. Ён уваходзіў у групу мікраарганізмаў, якія раскладалі паверхню мембраны ПЭТ з хуткасцю 130 мг / гл ² у суткі пры 30 ° С. Навукоўцам таксама ўдалося атрымаць аналагічны набор мікраарганізмаў, якія не валодаюць, але не здольных метабалізаваць ПЭТ. Гэтыя даследаванні паказалі, што ён сапраўды біяраскладаў пластык.

Каб атрымаць энергію з ПЭТ, бактэрыя спачатку гидролизует ПЭТ з дапамогай ангельскага фермента (ПЭТ-гідралазу) да мона (2-гидроксиэтил) тэрэфталевай кіслаты (МГЭТ), якая затым гидролизуется на наступным этапе з выкарыстаннем ангельскага фермента (МГЭТ-гідролаз). на зыходных пластыкавых манамерах: этыленгліколь і тэрэфталевая кіслата. Бактэрыі могуць выкарыстоўваць гэтыя хімічныя злучэнні непасрэдна для вытворчасці энергіі (11).

11. Разлажэнне ПЭТ бактэрыямі 

Нажаль, усёй калоніі патрабуецца цэлых шэсць тыдняў і якія адпавядаюць умовы (у тым ліку тэмпература 30°З), каб разгарнуцца тонкі кавалак пластыка. Гэта не мяняе таго факта, што адкрыццё можа змяніць твар перапрацоўкі.

Мы дакладна не асуджаны жыць з раскіданым паўсюль пластыкавым смеццем (12). Як сведчаць апошнія адкрыцці ў галіне матэрыялазнаўства, мы можам назаўжды пазбавіцца ад грувасткага і цяжкавыдаляльнага пластыка. Аднак нават калі мы неўзабаве пяройдзем на цалкам біяраскладальны пластык, нам і нашым дзецям яшчэ доўга давядзецца мець справу з рэшткамі. эпоха выкінутага пластыка. Магчыма, гэта будзе добрым урокам для чалавецтва, якое ніколі не адмовіцца ад тэхнікі без задняй думкі толькі таму, што яна танная і зручная?