نفايات البلاستيك هي مشكلةيسبب الفيضاناتفي بعض أجزاء العالم. نظرًا لأن البوليمرات البلاستيكية لا تتحلل بسهولة ، فإن التلوث البلاستيكي يمكن أن يسد الأنهار بأكملها. إذا وصلت إلى البحر ، فإنه ينتهي به المطافبقع القمامة العائمة.
في محاولة لمعالجة المشكلة العالمية للتلوث البلاستيكي ، طور الباحثون بلاستيك قابل للتحلل ينهار بعد تعرضه لأشعة الشمس والهواء لمدة أسبوع واحد فقط - تحسن كبير على مدار العقود ، أو حتى قرون ، قد يستغرق الأمر بعض البلاستيك اليومي عناصر للتحلل.
فيورقة منشورةفي مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية (JACS) ، قام الباحثون بتفصيل البلاستيك الجديد القابل للتحلل البيئي الذي ينقسم في أشعة الشمس إلى حمض سكسينيك ، وهو جزيء صغير غير سامة لا يترك شظايا microplastic في البيئة.
استخدم العلماء الرنين المغناطيسي النووي (NMR) والتوصيف الكيميائي للتحليل الطيفي للكشف عن نتائجهم على البلاستيك ، وهو بوليمر يعتمد على البترول.
تعتمد على الحيوية؟ قابلة لإعادة التدوير؟ قابلة للتحلل؟ دليلك للبلاستيك المستدام
مع استدامة عالية على جدول أعمال الجميع والتقدم التكنولوجي بسرعة ، فإن عالم البلاستيك يتغير. إليك ما تحتاج لمعرفته حول المواد البلاستيكية الحديثة - والمصطلحات المربكة في بعض الأحيان ،
أصبحت النفايات البلاستيكية مصدر قلق عالمي.يتم إنتاج ما يقرب من أربعمائة مليون طن منه كل عام، بينما79 في المئة من جميع النفايات البلاستيكية التي تم إنتاجها من أي وقت مضى قد انتهى في مدافن النفايات أو القمامة في البيئات الطبيعية.
ولكن ماذا عن المواد البلاستيكية الجديدة والأكثر استدامة - هل سيساعدوننا في مواجهة تحدي النفايات البلاستيكية؟ ماذا تعني فعليًا مصطلحات المواد البلاستيكية المستندة إلى الحيوي أو القابلة للتحلل أو القابلة لإعادة التدوير ، وكيف يمكن أن تساعدنا على تحقيق أهداف طموحة للاستدامة وخفض الحاجة إلى النفط الخام في إنتاج المواد البلاستيكية؟
سنأخذك عبر بعض المصطلحات الأكثر شيوعًا المرتبطة بالبلاستيك المستدامة ونكشف الحقائق التي تقف وراء كل منها.
البلاستيك الحيوي-المواد البلاستيكية التي تعتمد على الحيوي أو قابلة للتحلل أو كليهما
البلاستيك الحيوي هو مصطلح يستخدم للإشارة إلى المواد البلاستيكية التي تعتمد على الحيوي أو قابلة للتحلل ، أو تناسب كلا المعايير.
على النقيض من المواد البلاستيكية التقليدية المصنوعة من المواد الأولية القائمة على الأحفوري ،المواد البلاستيكية المستندة إلى الحيوية مصنوعة بالكامل أو جزئيًا من المواد الأولية المتجددةمستمدة من الكتلة الحيوية. تشمل المواد الخام شائعة الاستخدام لإنتاج هذه المواد الأولية المتجددة للإنتاج البلاستيكي سيقان الذرة وسيقان قصب السكر والليلوز ، وكذلك الزيوت والدهون المختلفة بشكل متزايد من مصادر متجددة. غالبًا ما يتم استخدام مصطلحات "البلاستيك الحيوي" و "البلاستيك المستندة إلى الحيوي" بالتبادل من قبل الأشخاص العاديين ، لكنها لا تعني نفس الشيء في الواقع.
المواد البلاستيكية القابلة للتحللهي المواد البلاستيكية ذات الهياكل الجزيئية المبتكرة التي يمكن أن تتحلل من قبل البكتيريا في نهاية حياتها في ظل ظروف بيئية معينة. ليست جميع المواد البلاستيكية القائمة على الحيوية قابلة للتحلل في حين أن بعض المواد البلاستيكية المصنوعة من الوقود الأحفوري هي بالفعل.
القائم على الحيوية-المواد البلاستيكية التي تحتوي على مكونات تنتج من الكتلة الحيوية
المواد البلاستيكية التي تعتمد على الحيوية مصنوعة جزئيًا أو بالكامل من المواد التي تم إنتاجها من الكتلة الحيوية بدلاً من المواد الخام القائمة على الأحفوري. بعضها قابل للتحلل ولكن البعض الآخر ليس كذلك.
في عام 2018 ، تم إنتاج 2.61 مليون طن من البلاستيك الحيوي في جميع أنحاء العالم ،وفقًا لمعهد البلاستيك الحيوي والمركبات الحيوية (IFBB). لكن هذا لا يزال أقل من 1 ٪ من سوق البلاستيك العالمي. مع استمرار نمو الطلب على البلاستيك ، فإن الطلب على حلول بلاستيكية أكثر استدامة. يمكن استبدال البلاستيك التقليدي القائم على الأحفوري بالبلاستيك المنسق-وهو ما يعادل حيوي. يمكن أن يساعد ذلك في تقليل بصمة الكربون للمنتج النهائي بينما تظل الخصائص الأخرى للمنتج - متانة أو قابلية إعادة التدوير - على سبيل المثال ، كما هي.
Polyhydroxyalkanoate أو PHA ، هو نوع شائع من البلاستيك الحيوي القابل للتحلل ، يستخدم حاليًا لصنع العبوات والزجاجات ، على سبيل المثال. إنهاتنتج عن طريق التخمير الصناعي عندما تتغذى بعض البكتيريا على السكر أو الدهونمن المواد الأولية مثلالبنجر أو قصب السكر أو الذرة أو الزيت النباتي. لكن المنتجات الثانوية غير المرغوب فيها ،مثل زيت الطهي النفايات أو دبس السكر التي تبقى بعد تصنيع السكر، يمكن استخدامها كمواد خلاصة بديلة ، تحرير المحاصيل الغذائية لاستخدامات أخرى.
مع استمرار نمو الطلب على البلاستيك ، دخلت مجموعة واسعة من المواد البلاستيكية المستندة إلى الحيوية إلى السوق ويجب استخدامها بشكل متزايد كبديل
-
بعض المواد البلاستيكية المستندة إلى الحيوية ، مثل البلاستيك المتساقط لها هياكل وخصائص كيميائية متطابقة للبلاستيك التقليدي. هذه البلاستيك ليست قابلة للتحلل ، وغالبًا ما تستخدم في التطبيقات التي تكون فيها المتانة ميزة مطلوبة.
يتم استخدام PET المستندة إلى الحيوي ، والذي يتكون جزئيًا من المجمع العضوي الإيثيلين الجليكول الموجود في النباتات ، في العديد من المنتجات مثلزجاجات وتصميمات داخلية للسيارات والإلكترونيات. مع زيادة طلب العملاء على المزيد من المواد البلاستيكية المستدامة ،من المتوقع أن ينمو سوق هذا البلاستيك بنسبة 10.8 ٪ من 2018 إلى 2024 ، مضمّن سنويًا.
البولي بروبيلين المستندة إلى الحيوي (PP) هو بلاستيك آخر يمكن استخدامه لإنشاء منتجات مثل الكراسي والحاويات والسجاد. في أواخر عام 2018 ،تم إنتاج النطاق التجاري لـ PP المستند Bio لأول مرة ،إنتاجها من النفايات وزيوت البقايا ، مثل زيت الطهي المستخدم.
قابل للتحلل - البلاستيك الذي يتحلل في ظل ظروف محددة
إذا كان البلاستيك قابل للتحلل الحيوي ، فهذا يعني أنه يمكن أن يخضع للتحلل في ظل ظروف بيئية معينة وعندما على اتصال ببكتيريا أو ميكروبات محددة - تحويلها إلى الماء أو الكتلة الحيوية وثاني أكسيد الكربون أو الميثان ، اعتمادًا على الحالات الهوائية أو اللاهوائية. التحلل الحيوي ليس مؤشرا على المحتوى الحيوي. بدلاً من ذلك ، يرتبط بالهيكل الجزيئي للبلاستيك. على الرغم من أن معظم المواد البلاستيكية القابلة للتحلل البيولوجي تعتمد على الحيوية ،بعض المواد البلاستيكية القابلة للتحلل البيولوجي مصنوعة من المواد الأولية القائمة على الزيت الأحفوري.
مصطلح قابل للتحلل الحيوي لأنه لا يفعل ذلكتحديد المقياس الزمنيأو بيئة للتحلل. معظم المواد البلاستيكية ، حتى تلك غير القابلة للتحلل ، ستتحول إذا تم منحها وقتًا كافيًا ، على سبيل المثال مئات السنين. سوف ينقسمون إلى قطع أصغر يمكن أن تكون غير مرئية للعين البشرية ، ولكنهم يظلون حاضرين كباليتات صغيرة في البيئة من حولنا.في المقابل ، فإن معظم المواد البلاستيكية القابلة للتحلل البيولوجي ستتحول إلى ثاني أكسيد الكربون والماء والكتلة الحيوية إذا تم منحها وقتًا كافيًافي ظل ظروف بيئية محددة. ينصح بذلكمعلومات مفصلةحول المدة التي يستغرقها البلاستيك إلى التحلل الحيوي ، ينبغي توفير مستوى التحلل الحيوي والظروف المطلوبة لتقييم بيانات اعتمادها البيئية بشكل أفضل. من الأسهل تقييم البلاستيك القابل للتسميد ، وهو نوع من البلاستيك القابل للتحلل الحيوي ، لأنه يجب أن يفي بالمعايير المحددة لتستحق الملصق.
سماد - نوع من البلاستيك القابل للتحلل البيولوجي
البلاستيك القابل للتسميد هو مجموعة فرعية من البلاستيك القابل للتحلل. في ظل ظروف السماد ، يتم تقسيمها بواسطة الميكروبات إلى ثاني أكسيد الكربون والماء والكتلة الحيوية.
لكي يتم اعتماد البلاستيك على أنه قابل للتسميد ، يجب أن يفي بمعايير معينة. في أوروبا ، هذا يعني ذلك فيالإطار الزمني لمدة 12 أسبوعًا ، يجب أن يتحلل 90 ٪ من البلاستيفي الحجم في الظروف الخاضعة للرقابة. يجب أن تحتوي على مستويات منخفضة من المعادن الثقيلة بحيث لا تضر التربة.
البلاستيك القابلية للتسميديجب إرسالها إلى منشأة صناعية حيث يتم تطبيق الحرارة والظروف الرطبةمن أجل ضمان التدهور. PBAT ، على سبيل المثال ، هو بوليمر في المواد الأولية الأحفورية يستخدم لصنع أكياس النفايات العضوية ، أكواب يمكن التخلص منها وأفلام التغليف ويمكن تحللها في نباتات التسميد.
من الصعب عادةً أن يصنع البلاستيك الذي ينهار في بيئات مفتوحة مثل أكوام السماد المنزلي. PHAS ، على سبيل المثال ، تناسب الفاتورة ولكن لا تستخدم على نطاق واسع منذ ذلك الحينإنها مكلفة لإنتاجها والعملية بطيئة وصعبة التوسع. ومع ذلك ، كان الكيميائيون يعملون على تحسين هذا ، على سبيل المثال باستخداممحفز كيميائي جديد- مادة تساعد على زيادة معدل التفاعل الكيميائي.
قابل لإعادة التدوير - تحويل البلاستيك المستخدم إلى منتجات جديدة عن طريق الوسائل الميكانيكية أو الكيميائية
إذا كان البلاستيك قابل لإعادة التدوير ، فهذا يعني أنه يمكن إعادة معالجته في مصنع صناعي وتحويله إلى منتجات مفيدة أخرى. يمكن إعادة تدوير عدة أنواع من المواد البلاستيكية التقليدية ميكانيكيا - النوع الأكثر شيوعًا لإعادة التدوير.لكن أول تحليل عالمي لجميع النفايات البلاستيكية تم إنشاؤه على الإطلاقوجدت أنه تم إعادة تدوير 9 ٪ فقط من البلاستيك منذ أن بدأت المادة في إنتاجها منذ حوالي ستة عقود.
إعادة التدوير الميكانيكيةينطوي على تمزيق وذوبان النفايات البلاستيكية وتحويلها إلى كريات. ثم يتم استخدام هذه الكريات كمواد خام لصنع منتجات جديدة. جودة البلاستيك تتدهور أثناء العملية ؛ لذلك قطعة من البلاستيكلا يمكن إعادة تدويرها إلا بعد عدد محدود من المراتقبل أن لا يكون مناسبًا كمواد خام. لذلك يتم خلط البلاستيك الجديد ، أو "البلاستيك البكر" ، مع البلاستيك المعاد تدويره قبل تحويله إلى منتج جديد للمساعدة في الوصول إلى المستوى المطلوب من الجودة. وحتى مع ذلك ، فإن المواد البلاستيكية المعاد تدويرها ميكانيكيا ليست مناسبة لجميع الأغراض.
يمكن للبلاستيك المعاد تدويره كيميائيًا أن يحل محل المواد الخام القائمة على الزيت الأحفوري البكر في إنتاج المواد البلاستيكية الجديدة
-
إعادة التدوير الكيميائي، حيث يتم تحويل المواد البلاستيكية مرة أخرى إلى لبنات البناء ثم تتم معالجتها إلى مواد خام عذراء الجودة للمواد البلاستيكية الجديدة والمواد الكيميائية ، هي عائلة أحدث من العمليات التي تكتسب الآن زخماً. عادة ما يتضمن محفزات و/أو درجة حرارة عالية جدًا لتحطيم البلاستيك ويمكن تطبيقها على مجموعة واسعة من النفايات البلاستيكية مقارنة بإعادة التدوير الميكانيكي. على سبيل المثال ، لا يمكن عادةً إعادة تدوير الأفلام البلاستيكية التي تحتوي على طبقات متعددة أو بعض الملوثات ميكانيكيًا ولكن يمكن إعادة تدويرها كيميائيًا.
يمكن استخدام المواد الخام التي تم إنشاؤها من النفايات البلاستيكية في عملية إعادة التدوير الكيميائيةاستبدل المواد الخام القائمة على النفط البكر في إنتاج المواد البلاستيكية الجديدة عالية الجودة.
واحدة من الفوائد الرئيسية لإعادة التدوير الكيميائي هي أنها عملية ترقية لا تتحلل فيها جودة البلاستيك بمجرد معالجتها على عكس معظم أنواع إعادة التدوير الميكانيكية. يمكن استخدام البلاستيك الناتج لإنشاء مجموعة واسعة من المنتجات بما في ذلك حاويات الطعام والعناصر الخاصة بالاستخدامات الطبية والرعاية الصحية حيث توجد متطلبات صارمة لسلامة المنتج.
وقت النشر: مايو -24-2022
