Nhựa trên thế giới

Vào năm 2050, trọng lượng rác thải nhựa trong các đại dương sẽ vượt quá trọng lượng của cá cộng lại! Cảnh báo như vậy đã được đưa vào một báo cáo của Quỹ Ellen MacArthur và McKinsey được công bố nhân dịp Diễn đàn Kinh tế Thế giới tại Davos năm 2016.

Như chúng tôi đã đọc trong tài liệu, tỷ lệ tấn nhựa trên tấn cá ở các vùng biển đại dương vào năm 2014 là 2025 trên 2050. Vào năm 180, sẽ có một phần ba, và vào năm 14 sẽ có nhiều rác thải nhựa hơn ... Báo cáo dựa trên các cuộc phỏng vấn với hơn 58 chuyên gia và phân tích của hơn hai trăm nghiên cứu khác. Các tác giả của báo cáo lưu ý rằng chỉ 90% bao bì nhựa được tái chế. Đối với các vật liệu khác, tỷ lệ tái chế vẫn cao hơn nhiều, thu hồi XNUMX% giấy và lên đến XNUMX% sắt thép.

1. Sản lượng nhựa trên thế giới năm 1950-2010

Nhờ tính dễ sử dụng, tính linh hoạt và hiển nhiên, nó đã trở thành một trong những vật liệu phổ biến nhất trên thế giới. Việc sử dụng nó đã tăng gần hai trăm lần từ năm 1950 đến năm 2000 (1) và dự kiến ​​sẽ tăng gấp đôi trong hai mươi năm tới.

2. Hình ảnh từ thiên đường Thái Bình Dương của quần đảo Tuvalu

. Chúng tôi tìm thấy nó trong chai lọ, giấy bạc, khung cửa sổ, quần áo, máy pha cà phê, ô tô, máy tính và lồng. Ngay cả một sân bóng đá cũng ẩn các sợi tổng hợp giữa các phiến cỏ tự nhiên. Túi ni lông và túi ni lông đôi khi bị động vật vô tình ăn được vứt bừa bãi ở ven đường và trên cánh đồng (2). Thông thường, do thiếu các giải pháp thay thế, chất thải nhựa được đốt cháy, giải phóng khói độc vào bầu khí quyển. Rác thải nhựa làm tắc cống, gây lũ lụt. Chúng ngăn cản sự nảy mầm của thực vật và sự hấp thụ nước mưa.

3. Rùa ăn lá nhựa

Những điều nhỏ nhất là tồi tệ nhất

Nhiều nhà nghiên cứu lưu ý rằng chất thải nhựa nguy hiểm nhất không phải là chai PET trôi nổi trên đại dương hay hàng tỷ túi ni lông đang xẹp xuống. Vấn đề lớn nhất là các đối tượng mà chúng ta không thực sự chú ý. Đây là những sợi nhựa mỏng được dệt thành vải của quần áo của chúng ta. Hàng chục con đường, hàng trăm con đường, qua cống rãnh, sông ngòi, thậm chí qua khí quyển, chúng xâm nhập vào môi trường, vào chuỗi thức ăn của động vật và con người. Tác hại của loại ô nhiễm này đạt đến mức độ cấu trúc tế bào và DNA!

Thật không may, ngành công nghiệp quần áo, ước tính chế biến khoảng 70 tỷ tấn loại sợi này thành 150 tỷ chiếc quần áo, thực tế không được quy định theo bất kỳ cách nào. Các nhà sản xuất quần áo không phải chịu những hạn chế và kiểm soát nghiêm ngặt như bao bì nhựa hoặc chai PET nói trên. Rất ít người nói hoặc viết về đóng góp của họ đối với tình trạng ô nhiễm nhựa của thế giới. Cũng không có quy trình nghiêm ngặt và được thiết lập tốt để xử lý quần áo có dính sợi độc hại.

Một vấn đề liên quan và không kém là cái gọi là nhựa vi xốptức là các hạt tổng hợp cực nhỏ có kích thước nhỏ hơn 5 mm. Các hạt này đến từ nhiều nguồn - chất dẻo phân hủy trong môi trường, trong quá trình sản xuất chất dẻo, hoặc trong quá trình mài mòn lốp xe ô tô trong quá trình hoạt động. Nhờ sự hỗ trợ của hoạt động tẩy rửa, các hạt vi nhựa thậm chí có thể được tìm thấy trong kem đánh răng, sữa tắm và các sản phẩm lột tẩy. Cùng với nước thải, chúng đi vào sông và biển. Hầu hết các nhà máy xử lý nước thải thông thường không thể bắt được chúng.

Sự biến mất đáng báo động của chất thải

Sau một nghiên cứu năm 2010-2011 của một đoàn thám hiểm biển có tên là Malaspina, người ta bất ngờ phát hiện ra rằng lượng rác thải nhựa trong các đại dương ít hơn đáng kể so với suy nghĩ. Trong nhiều tháng. Các nhà khoa học đang tính đến một vụ đánh bắt ước tính lượng nhựa đại dương lên tới hàng triệu tấn. Trong khi đó, một báo cáo nghiên cứu xuất hiện trên tạp chí Proceedings of the National Academy of Sciences năm 2014 nói về… 40. tấn. Các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng 99% nhựa trôi nổi trong nước biển bị thiếu!

4. Nhựa và động vật

Mọi thứ đều ổn? Tuyệt đối không. Các nhà khoa học phỏng đoán rằng phần nhựa bị mất tích đã đi vào chuỗi thức ăn ở đại dương. Vì vậy: rác bị cá và các sinh vật biển khác ăn một cách ồ ạt. Điều này xảy ra sau khi bị phân mảnh do tác động của mặt trời và sóng biển. Sau đó, những mảnh cá nhỏ trôi nổi có thể bị nhầm lẫn với thức ăn của chúng - những sinh vật biển nhỏ bé. Người ta vẫn chưa hiểu rõ hậu quả của việc ăn phải những mảnh nhựa nhỏ và những tiếp xúc khác với nhựa, nhưng nó có lẽ không phải là một tác động tốt (4).

Theo ước tính thận trọng được công bố trên tạp chí Science, hơn 4,8 triệu tấn rác thải nhựa đổ vào các đại dương mỗi năm. Tuy nhiên, nó có thể đạt 12,7 triệu tấn. Các nhà khoa học đứng sau tính toán nói rằng nếu ước tính trung bình của họ là khoảng 8 triệu tấn, thì lượng mảnh vỡ đó sẽ bao phủ 34 hòn đảo có kích thước bằng Manhattan trong một lớp duy nhất.

Tác giả chính của những tính toán này là các nhà khoa học từ Đại học California tại Santa Barbara. Trong quá trình làm việc, họ đã cộng tác với các cơ quan liên bang Hoa Kỳ và các trường đại học khác. Một sự thật thú vị là theo những ước tính này, chỉ từ 6350 đến 245 nghìn. hàng tấn nhựa xả rác trên biển trôi nổi trên bề mặt nước biển. Số còn lại ở nơi khác. Theo các nhà khoa học, cả ở đáy biển, bờ biển và tất nhiên là ở các sinh vật động vật.

Chúng tôi có dữ liệu mới hơn và thậm chí còn đáng sợ hơn. Cuối năm ngoái, Plos One, một kho lưu trữ khoa học trực tuyến, đã xuất bản một bài báo hợp tác của các nhà nghiên cứu từ hàng trăm trung tâm nghiên cứu ước tính tổng khối lượng rác thải nhựa trôi nổi trên bề mặt đại dương thế giới là 268 tấn! Đánh giá của họ dựa trên dữ liệu từ 940 cuộc thám hiểm được thực hiện trong năm 24-2007. ở vùng biển nhiệt đới và Địa Trung Hải.

"Lục địa" (5) của rác thải nhựa không tĩnh. Dựa trên mô phỏng chuyển động của dòng nước trong đại dương, các nhà khoa học đã có thể xác định rằng chúng không tập trung ở một nơi - thay vào đó, chúng được vận chuyển trên một khoảng cách dài. Do tác động của gió trên bề mặt đại dương và sự quay của Trái đất (thông qua cái gọi là lực Coriolis), các xoáy nước được hình thành trong năm thiên thể lớn nhất trên hành tinh của chúng ta - tức là Bắc và Nam Thái Bình Dương, Bắc và Nam Đại Tây Dương và Ấn Độ Dương, nơi tất cả các vật thể và chất thải nhựa trôi nổi dần dần tích tụ. Tình trạng này lặp đi lặp lại theo chu kỳ hàng năm.

5. Bản đồ phân bố các mảnh vụn nhựa trong đại dương với các kích thước khác nhau.

Việc làm quen với các tuyến đường di cư của các "lục địa" này là kết quả của quá trình mô phỏng lâu dài bằng thiết bị chuyên dụng (thường hữu ích trong nghiên cứu khí hậu). Con đường dẫn đến hàng triệu chất thải nhựa đã được nghiên cứu. Mô hình hóa cho thấy rằng trong các cấu trúc được xây dựng trên diện tích vài trăm nghìn km, các dòng nước đã có mặt, đưa một phần chất thải vượt quá nồng độ cao nhất của chúng và hướng nó về phía đông. Tất nhiên, có những yếu tố khác như sức sóng và sức gió không được tính đến khi chuẩn bị nghiên cứu trên, nhưng chắc chắn đóng một vai trò quan trọng trong tốc độ và hướng của vận chuyển nhựa.

Những "vùng đất" rác thải trôi dạt này cũng là phương tiện tuyệt vời cho các loại vi rút và vi khuẩn, do đó có thể lây lan dễ dàng hơn.

Cách dọn dẹp "lục địa rác"

Có thể được thu thập bằng tay. Rác thải nhựa là một lời nguyền đối với một số người và là nguồn thu nhập của những người khác. chúng thậm chí còn được điều phối bởi các tổ chức quốc tế. Nhà sưu tập thế giới thứ ba tách nhựa tại nhà. Họ làm việc bằng tay hoặc bằng máy móc đơn giản. Nhựa được cắt nhỏ hoặc cắt thành nhiều mảnh nhỏ và được bán để chế biến thêm. Người trung gian giữa họ, cơ quan hành chính và các tổ chức công là các tổ chức chuyên biệt. Sự hợp tác này mang lại cho người thu mua một thu nhập ổn định. Đồng thời là cách loại bỏ rác thải nhựa ra môi trường.

Tuy nhiên, việc thu thập thủ công tương đối kém hiệu quả. Do đó, có những ý tưởng cho các hoạt động tham vọng hơn. Ví dụ, công ty Hà Lan Boyan Slat, là một phần của dự án The Ocean Cleanup, cung cấp lắp đặt thiết bị chặn rác nổi trên biển.

Một cơ sở thu gom chất thải thí điểm gần đảo Tsushima, nằm giữa Nhật Bản và Hàn Quốc, đã rất thành công. Nó không được cung cấp bởi bất kỳ nguồn năng lượng bên ngoài nào. Việc sử dụng nó dựa trên kiến ​​thức về tác động của gió, dòng biển và sóng. Các mảnh vụn nhựa trôi nổi, mắc vào bẫy cong theo hình vòng cung hoặc khe (6), được đẩy sâu hơn vào khu vực tích tụ và có thể được lấy ra tương đối dễ dàng. Giờ đây, giải pháp này đã được thử nghiệm ở quy mô nhỏ hơn, nên sẽ phải xây dựng các hệ thống lắp đặt lớn hơn, thậm chí dài hàng trăm km.

6. Thu gom rác thải nhựa trôi nổi trong khuôn khổ dự án The Ocean Cleanup.

Nhà phát minh và triệu phú nổi tiếng James Dyson đã phát triển dự án cách đây vài năm. MV Recyclinghoặc máy hút bụi xà lan tuyệt vờinhiệm vụ của người sẽ là làm sạch các mảnh vụn của nước biển, chủ yếu là nhựa. Máy phải bắt các mảnh vụn bằng lưới và sau đó hút chúng lên bằng bốn máy hút bụi ly tâm. Khái niệm này là việc hút phải diễn ra trên mặt nước và không gây nguy hiểm cho cá. Dyson là một nhà thiết kế thiết bị công nghiệp người Anh, được biết đến nhiều nhất với tư cách là người phát minh ra máy hút bụi lốc xoáy không túi.

Và phải làm gì với đống rác này, khi bạn vẫn còn thời gian để thu gom? Không thiếu ý tưởng. Ví dụ, David Katz, người Canada, gợi ý rằng bạn nên tạo một chiếc lọ nhựa ().

Rác thải sẽ là một loại tiền tệ ở đây. Chúng có thể được đổi lấy tiền, quần áo, thực phẩm, tiền nạp vào điện thoại di động hoặc máy in 3D., do đó, cho phép bạn tạo ra các vật dụng gia đình mới từ nhựa tái chế. Ý tưởng thậm chí đã được thực hiện ở Lima, thủ đô của Peru. Bây giờ Katz có ý định quan tâm đến chính quyền Haiti về anh ta.

Tái chế hoạt động, nhưng không phải tất cả mọi thứ

Thuật ngữ "nhựa" có nghĩa là vật liệu, thành phần chính của nó là các polyme tổng hợp, tự nhiên hoặc biến tính. Chất dẻo có thể được lấy từ cả polyme nguyên chất và từ các polyme được biến tính bằng cách thêm các tá dược khác nhau. Thuật ngữ "chất dẻo" trong ngôn ngữ thông thường cũng bao gồm bán thành phẩm để chế biến và thành phẩm, với điều kiện chúng được làm từ các vật liệu có thể được phân loại là chất dẻo.

Có khoảng hai mươi loại nhựa phổ biến. Mỗi cái đều có nhiều tùy chọn để giúp bạn chọn chất liệu tốt nhất cho ứng dụng của mình. Có năm (hoặc sáu) nhóm nhựa số lượng lớn: polyethylene (PE, bao gồm mật độ cao và thấp, HD và LD), polypropylene (PP), polyvinyl clorua (PVC), polystyrene (PS) và polyethylene terephthalate (PET). Cái gọi là năm hoặc sáu (7) lớn này bao gồm gần 75% nhu cầu của châu Âu đối với tất cả các loại nhựa và đại diện cho nhóm nhựa lớn nhất được gửi đến các bãi chôn lấp thành phố.

Thải bỏ những chất này bằng cách cháy ngoài trời nó hoàn toàn không được chấp nhận bởi cả các chuyên gia và công chúng. Mặt khác, các lò đốt thân thiện với môi trường có thể được sử dụng cho mục đích này, giảm đến 90% lượng rác thải.

Lưu giữ chất thải tại bãi chôn lấp nó không độc hại như đốt chúng ngoài trời, nhưng nó không còn được chấp nhận ở hầu hết các nước phát triển. Mặc dù không đúng khi nói rằng "nhựa bền", nhưng polyme mất nhiều thời gian hơn để phân hủy sinh học so với chất thải thực phẩm, giấy hoặc kim loại. Đủ lâu, chẳng hạn như ở Ba Lan Với mức sản xuất rác thải nhựa hiện nay, khoảng 70 kg bình quân đầu người / năm và với tốc độ thu hồi cho đến gần đây chỉ vượt quá 10%, lượng rác thải sinh hoạt này sẽ lên tới 30 triệu tấn chỉ trong hơn một thập kỷ..

Các yếu tố như môi trường hóa học, tiếp xúc (UV) và tất nhiên, sự phân mảnh của vật liệu ảnh hưởng đến sự phân hủy chậm của nhựa. Nhiều công nghệ tái chế (8) chỉ đơn giản dựa vào việc tăng tốc đáng kể các quá trình này. Kết quả là, chúng ta nhận được các hạt đơn giản hơn từ polyme mà chúng ta có thể trở lại thành vật liệu cho thứ khác, hoặc các hạt nhỏ hơn có thể được sử dụng làm nguyên liệu để ép đùn, hoặc chúng ta có thể đi đến cấp độ hóa học - đối với sinh khối, nước, các loại khác nhau khí cacbonic, metan, nitơ.

8. Công nghệ tái chế và xử lý chất dẻo

Cách xử lý rác thải nhựa nhiệt dẻo tương đối đơn giản vì có thể tái chế nhiều lần. Tuy nhiên, trong quá trình gia công, xảy ra sự phân huỷ một phần polyme, dẫn đến giảm tính chất cơ học của sản phẩm. Vì lý do này, chỉ một tỷ lệ nhất định vật liệu tái chế được thêm vào quá trình xử lý, hoặc chất thải được chế biến thành các sản phẩm có yêu cầu hiệu suất thấp hơn, chẳng hạn như đồ chơi.

Một vấn đề lớn hơn nhiều khi xử lý các sản phẩm nhựa nhiệt dẻo đã qua sử dụng là sự cần thiết phải sắp xếp về phạm vi, đòi hỏi kỹ năng chuyên môn và loại bỏ các tạp chất từ ​​chúng. Điều này không phải lúc nào cũng có lợi. Nhựa làm từ polyme liên kết chéo về nguyên tắc không thể tái chế.

Tất cả các vật liệu hữu cơ đều dễ cháy, nhưng cũng khó tiêu hủy chúng theo cách này. Phương pháp này không thể áp dụng cho các vật liệu có chứa lưu huỳnh, halogen và phốt pho, vì khi đốt cháy, chúng thải vào khí quyển một lượng lớn khí độc, là nguyên nhân của cái gọi là mưa axit.

Trước hết, các hợp chất thơm clo hữu cơ được giải phóng, độc tính cao hơn nhiều lần so với kali xyanua và các oxit hydrocacbon ở dạng dioxan - C₄H₈O₂ tôi furans - C₄H₄Về việc phát hành vào bầu khí quyển. Chúng tích tụ trong môi trường nhưng rất khó phát hiện do nồng độ thấp. Khi hấp thụ thức ăn, không khí, nước và tích tụ trong cơ thể, chúng sẽ gây ra các bệnh nặng, giảm khả năng miễn dịch của cơ thể, là chất gây ung thư và có thể gây biến đổi gen.

Nguồn phát thải dioxin chính là quá trình đốt chất thải có chứa clo. Để tránh giải phóng các hợp chất có hại này, các cơ sở lắp đặt được trang bị cái gọi là. đốt sau, ở mức tối thiểu. 1200 ° C.

Rác thải được tái chế theo nhiều cách khác nhau

Технология tái chế rác thải làm bằng nhựa là một trình tự nhiều giai đoạn. Hãy bắt đầu với việc thu gom cặn phù hợp, tức là tách nhựa khỏi rác. Tại nhà máy chế biến, đầu tiên sẽ tiến hành phân loại sơ bộ, sau đó nghiền và nghiền, tách dị vật, sau đó phân loại nhựa theo loại, sấy khô và thu được bán thành phẩm từ nguyên liệu thô thu hồi.

Không phải lúc nào bạn cũng có thể phân loại rác được thu gom theo loại. Đó là lý do tại sao chúng được phân loại theo nhiều phương pháp khác nhau, thường được chia thành cơ học và hóa học. Các phương pháp cơ học bao gồm: tách biệt thủ công, tuyển nổi hoặc khí nén. Nếu chất thải bị ô nhiễm, việc phân loại như vậy được thực hiện theo phương pháp ướt. Phương pháp hóa học bao gồm thủy phân – phân hủy polyme bằng hơi nước (nguyên liệu thô để tái sản xuất polyeste, polyamit, polyuretan và polycacbonat) hoặc nhiệt phân nhiệt độ thấp, ví dụ như chai PET và lốp xe đã qua sử dụng sẽ được thải bỏ.

Dưới sự nhiệt phân hiểu được sự biến đổi nhiệt của các chất hữu cơ trong môi trường hoàn toàn thiếu khí hoặc có ít hoặc không có oxi. Quá trình nhiệt phân ở nhiệt độ thấp diễn ra ở nhiệt độ 450-700 ° C và dẫn đến sự hình thành, trong số những thứ khác, khí nhiệt phân, bao gồm hơi nước, hydro, metan, etan, carbon monoxide và dioxide, cũng như hydro sunfua và amoniac, dầu, hắc ín, nước và chất hữu cơ, than cốc nhiệt phân và bụi có hàm lượng kim loại nặng cao. Việc lắp đặt không yêu cầu nguồn điện, vì nó hoạt động dựa trên khí nhiệt phân được tạo ra trong quá trình tuần hoàn.

Lên đến 15% khí nhiệt phân được tiêu thụ cho hoạt động của hệ thống lắp đặt. Quá trình này cũng tạo ra tới 30% chất lỏng nhiệt phân, tương tự như dầu nhiên liệu, có thể được chia thành các phần nhỏ như: 30% xăng, dung môi, 50% dầu nhiên liệu và 20% dầu mazut.

Phần còn lại của nguyên liệu thứ cấp thu được từ một tấn chất thải là: có tới 50% carbon pyrocarbonate là chất thải rắn, về nhiệt trị gần bằng than cốc, có thể được sử dụng làm nhiên liệu rắn, than hoạt tính cho bộ lọc hoặc dạng bột làm chất thải sắc tố cho sơn và lên đến 5% kim loại (phế liệu đuôi tàu) trong quá trình nhiệt phân lốp ô tô.

Nhà cửa, đường xá và nhiên liệu

Các phương pháp tái chế được mô tả là các quy trình công nghiệp nghiêm túc. Chúng không có sẵn trong mọi tình huống. Sinh viên kỹ thuật người Đan Mạch Lisa Fuglsang Vestergaard (9 tuổi) đã nảy ra một ý tưởng bất thường khi ở tại thành phố Joygopalpur của Ấn Độ ở Tây Bengal - tại sao không làm ra những viên gạch mà mọi người có thể sử dụng để xây nhà từ những chiếc túi và gói rải rác?

9. Lisa Fuglsang Westergaard

Nó không chỉ là việc làm ra những viên gạch, mà là thiết kế toàn bộ quá trình để những người tham gia vào dự án thực sự được hưởng lợi. Theo kế hoạch của cô, chất thải sẽ được thu gom đầu tiên và nếu cần thiết sẽ được làm sạch. Vật liệu thu thập được sau đó được chuẩn bị bằng cách cắt nó thành những phần nhỏ hơn bằng kéo hoặc dao. Nguyên liệu thô đã được nghiền nhỏ được đưa vào khuôn và đặt trên một tấm lưới năng lượng mặt trời, nơi nhựa được nung nóng. Sau khoảng một giờ, nhựa sẽ chảy ra, và sau khi nguội bớt, bạn có thể lấy viên gạch thành phẩm ra khỏi khuôn.

gạch nhựa Chúng có hai lỗ để luồn các thanh tre vào, tạo ra các bức tường ổn định mà không cần dùng đến xi măng hoặc các chất kết dính khác. Sau đó, những bức tường nhựa như vậy có thể được trát theo cách truyền thống, chẳng hạn, với một lớp đất sét bảo vệ chúng khỏi ánh nắng mặt trời. Nhà làm bằng gạch nhựa còn có một ưu điểm là không giống như gạch đất sét, chúng có khả năng chống chịu mưa gió mùa, tức là chúng trở nên bền hơn rất nhiều.

Cần nhớ rằng chất thải nhựa cũng được sử dụng ở Ấn Độ. Sửa đường. Tất cả các nhà phát triển đường trong nước được yêu cầu sử dụng chất thải nhựa cũng như hỗn hợp bitum theo quy định của chính phủ Ấn Độ vào tháng 2015 năm XNUMX. Điều này sẽ giúp giải quyết vấn đề tái chế nhựa đang ngày càng gia tăng. Công nghệ này được phát triển bởi GS. Rajagopalan Vasudevan của Trường Kỹ thuật Madurai.

Toàn bộ quá trình này rất đơn giản. Đầu tiên, chất thải được nghiền đến một kích thước nhất định bằng một loại máy đặc biệt. Sau đó, chúng được thêm vào một tập hợp được chuẩn bị thích hợp. Rác lấp lại được trộn với nhựa đường nóng. Đường được lát ở nhiệt độ 110 đến 120 ° C.

Có rất nhiều lợi ích khi sử dụng nhựa phế thải để làm đường. Quá trình này đơn giản và không yêu cầu thiết bị mới. Cứ một kg đá, người ta sử dụng 50 gam nhựa đường. Một phần mười trong số này có thể là rác thải nhựa, làm giảm lượng nhựa đường được sử dụng. Chất thải nhựa cũng cải thiện chất lượng bề mặt.

Martin Olazar, một kỹ sư tại Đại học Basque Country, đã xây dựng một dây chuyền quy trình thú vị và có thể hứa hẹn để xử lý chất thải thành nhiên liệu hydrocacbon. Nhà máy mà nhà phát minh mô tả là nhà máy lọc dầu, dựa trên quá trình nhiệt phân của nguyên liệu nhiên liệu sinh học để sử dụng cho động cơ.

Olazar đã xây dựng hai loại dây chuyền sản xuất. Phương pháp đầu tiên xử lý sinh khối. Cách thứ hai, thú vị hơn, được sử dụng để tái chế chất thải nhựa thành vật liệu có thể được sử dụng, chẳng hạn như trong sản xuất lốp xe. Chất thải được thực hiện quá trình nhiệt phân nhanh chóng trong lò phản ứng ở nhiệt độ tương đối thấp 500 ° C, góp phần tiết kiệm năng lượng.

Bất chấp những ý tưởng và tiến bộ mới trong công nghệ tái chế, chỉ có một tỷ lệ nhỏ trong số 300 triệu tấn chất thải nhựa được sản xuất trên toàn thế giới mỗi năm được bao phủ bởi nó.

Theo một nghiên cứu của Ellen MacArthur Foundation, chỉ 15% bao bì được gửi đến các thùng chứa và chỉ 5% được tái chế. Gần một phần ba chất dẻo gây ô nhiễm môi trường, nơi chúng sẽ tồn tại trong nhiều thập kỷ, đôi khi hàng trăm năm.

Để rác tự tan

Tái chế rác thải nhựa là một trong những hướng đi. Điều quan trọng là vì chúng ta đã sản xuất rất nhiều loại rác này, và một phần đáng kể của ngành công nghiệp này vẫn cung cấp rất nhiều sản phẩm từ nguyên liệu của XNUMX loại nhựa lớn nặng nhiều tấn. Tuy nhiên Theo thời gian, tầm quan trọng kinh tế của chất dẻo phân hủy sinh học, vật liệu dựa trên thế hệ mới, ví dụ, trên các dẫn xuất của tinh bột, axit polylactic hoặc ... tơ, có khả năng tăng lên.

10. Túi đựng phân chó tự hủy sinh học d2w.

Việc sản xuất các vật liệu này vẫn còn tương đối đắt tiền, như thường xảy ra với các giải pháp sáng tạo. Tuy nhiên, toàn bộ hóa đơn không thể bị bỏ qua vì chúng không bao gồm các chi phí liên quan đến việc tái chế và thải bỏ.

Một trong những ý tưởng thú vị nhất trong lĩnh vực nhựa phân hủy sinh học được làm từ polyethylene, polypropylene và polystyrene, nó dường như là một công nghệ dựa trên việc sử dụng nhiều loại phụ gia khác nhau trong sản xuất của chúng, được biết đến theo các quy ước. d2w (10) hoặc CÂY THÔNG.

Được biết đến nhiều hơn, bao gồm cả ở Ba Lan, trong vài năm nay là sản phẩm d2w của công ty Symphony Environmental của Anh. Nó là một chất phụ gia để sản xuất nhựa mềm và bán cứng, từ đó chúng tôi yêu cầu khả năng tự phân hủy nhanh, thân thiện với môi trường. Một cách chuyên nghiệp, hoạt động d2w được gọi là phân hủy oxy của nhựa. Quá trình này liên quan đến việc phân hủy vật liệu thành nước, carbon dioxide, sinh khối và các nguyên tố vi lượng mà không có các chất cặn bã khác và không thải ra khí mêtan.

Tên chung d2w dùng để chỉ một loạt các chất hóa học được thêm vào trong quá trình sản xuất làm chất phụ gia cho polyethylene, polypropylene và polystyrene. Cái gọi là chất phân hủy d2w, hỗ trợ và tăng tốc quá trình phân hủy tự nhiên do ảnh hưởng của bất kỳ yếu tố nào đã chọn thúc đẩy quá trình phân hủy, chẳng hạn như nhiệt độ, Ánh sáng mặt trời, áp lực, hư hỏng cơ học hoặc kéo giãn đơn giản.

Sự phân hủy hóa học của polyetylen, bao gồm các nguyên tử cacbon và hydro, xảy ra khi liên kết cacbon-cacbon bị phá vỡ, do đó, làm giảm trọng lượng phân tử và dẫn đến mất độ bền và độ bền của chuỗi. Nhờ d2w, quá trình suy thoái vật liệu đã được giảm xuống thậm chí sáu mươi ngày. Giờ giải lao - điều quan trọng, ví dụ, trong công nghệ đóng gói - nó có thể được lên kế hoạch trong quá trình sản xuất nguyên liệu bằng cách kiểm soát hàm lượng và loại phụ gia một cách thích hợp. Sau khi bắt đầu, quá trình phân hủy sẽ tiếp tục cho đến khi phân hủy hoàn toàn sản phẩm, cho dù sản phẩm nằm sâu dưới lòng đất, dưới nước hay ngoài trời.

Các nghiên cứu đã được thực hiện để xác nhận rằng quá trình tự phân hủy từ d2w là an toàn. Nhựa có chứa d2w đã được thử nghiệm trong các phòng thí nghiệm ở Châu Âu. Phòng thí nghiệm Smithers / RAPRA đã kiểm tra tính phù hợp của d2w khi tiếp xúc với thực phẩm và đã được các nhà bán lẻ thực phẩm lớn ở Anh sử dụng trong vài năm. Chất phụ gia không có tác dụng độc hại và an toàn cho đất.

Tất nhiên, các giải pháp như d2w sẽ không nhanh chóng thay thế việc tái chế được mô tả trước đó, nhưng có thể dần dần đi vào quá trình tái chế. Cuối cùng, một chất phân hủy có thể được thêm vào nguyên liệu thô do các quá trình này tạo ra, và chúng ta có được một loại vật liệu có thể phân hủy oxy.

Bước tiếp theo là nhựa, phân hủy mà không cần bất kỳ quy trình công nghiệp nào. Chẳng hạn, chẳng hạn như những vi mạch điện tử siêu mỏng được tạo ra, chúng tan biến sau khi thực hiện chức năng của chúng trong cơ thể con người., được giới thiệu lần đầu tiên vào tháng XNUMX năm ngoái.

Sự phát minh làm nóng chảy mạch điện tử là một phần của nghiên cứu lớn hơn về cái gọi là phù du - hoặc, nếu bạn thích, "tạm thời" - điện tử () và vật liệu sẽ biến mất sau khi hoàn thành nhiệm vụ của chúng. Các nhà khoa học đã phát triển một phương pháp tạo chip từ các lớp cực mỏng, được gọi là màng nano. Chúng tan biến trong vòng vài ngày hoặc vài tuần. Thời gian của quá trình này được xác định bởi các đặc tính của lớp tơ bao phủ các hệ thống. Các nhà nghiên cứu có khả năng kiểm soát các thuộc tính này, tức là bằng cách chọn các thông số lớp thích hợp, họ quyết định xem nó sẽ duy trì một lớp bảo vệ vĩnh viễn trong bao lâu cho hệ thống.

Theo giải thích của BBC GS. Fiorenzo Omenetto của Đại học Tufts ở Mỹ: “Các thiết bị điện tử hòa tan hoạt động đáng tin cậy như các mạch truyền thống, tan chảy đến đích trong môi trường mà chúng đang ở, vào thời gian do nhà thiết kế chỉ định. Nó có thể là vài ngày hoặc nhiều năm. "

Theo prof. John Rogers của Đại học Illinois, khám phá ra các khả năng và ứng dụng của các vật liệu hòa tan có kiểm soát vẫn chưa đến. Có lẽ triển vọng thú vị nhất cho phát minh này trong lĩnh vực xử lý chất thải môi trường.

Vi khuẩn sẽ giúp đỡ?

Chất dẻo hòa tan là một trong những xu hướng của tương lai, nghĩa là sự chuyển hướng sang các vật liệu hoàn toàn mới. Thứ hai, tìm cách để phân hủy nhanh chóng các chất độc hại cho môi trường đã có trong môi trường và sẽ rất tốt nếu chúng biến mất từ ​​đó.

Gần đây nhất Viện Công nghệ Kyoto đã phân tích sự xuống cấp của hàng trăm chai nhựa. Trong quá trình nghiên cứu, người ta phát hiện ra rằng có một loại vi khuẩn có thể phân hủy nhựa. Họ đã gọi cho cô ấy . Khám phá này đã được mô tả trên tạp chí Science uy tín.

Sự sáng tạo này sử dụng hai enzym để loại bỏ polyme PET. Một kích hoạt các phản ứng hóa học để phá vỡ các phân tử, kia giúp giải phóng năng lượng. Vi khuẩn này được tìm thấy ở một trong 250 mẫu được lấy ở khu vực lân cận của một nhà máy tái chế chai PET. Nó thuộc về một nhóm vi sinh vật phân hủy bề mặt màng PET với tốc độ 130 mg / cm² mỗi ngày ở 30 ° C. Các nhà khoa học cũng đã tìm cách thu được một nhóm vi sinh vật tương tự không sở hữu nhưng không có khả năng chuyển hóa PET. Những nghiên cứu này cho thấy rằng nó thực sự đã phân hủy sinh học nhựa.

Để thu được năng lượng từ PET, trước tiên vi khuẩn thủy phân PET bằng một enzym tiếng Anh (PET hydrolase) thành axit terephthalic mono (2-hydroxyethyl) (MGET), sau đó được thủy phân ở bước tiếp theo bằng cách sử dụng một enzym tiếng Anh (MGET hydrolase) . trên các monome nhựa ban đầu: etylen glicol và axit terephtalic. Vi khuẩn có thể sử dụng những hóa chất này trực tiếp để sản xuất năng lượng (11).

11. Sự phân hủy PET bởi vi khuẩn 

Thật không may, phải mất đủ sáu tuần và điều kiện thích hợp (bao gồm cả nhiệt độ 30 ° C) để toàn bộ thuộc địa có thể mở ra một miếng nhựa mỏng. Nó không thay đổi thực tế rằng một khám phá có thể thay đổi bộ mặt của việc tái chế.

Chúng ta chắc chắn không phải sống chung với những thùng rác nhựa rải rác khắp nơi (12). Như những khám phá gần đây trong lĩnh vực khoa học vật liệu cho thấy, chúng ta có thể loại bỏ nhựa cồng kềnh và khó tháo rời mãi mãi. Tuy nhiên, ngay cả khi chúng ta sớm chuyển sang nhựa phân hủy hoàn toàn, chúng ta và con cái chúng ta sẽ phải đối phó với thức ăn thừa trong một thời gian dài sắp tới. kỷ nguyên của nhựa bị loại bỏ. Biết đâu đây sẽ là một bài học tốt cho loài người, vốn không bao giờ từ bỏ công nghệ mà không mảy may suy nghĩ chỉ vì nó rẻ và tiện lợi?