البلاستيك في العالم
محتوى
في عام 2050 ، سيتجاوز وزن النفايات البلاستيكية في المحيطات وزن الأسماك مجتمعة! تم تضمين هذا التحذير في تقرير صادر عن مؤسسة إيلين ماك آرثر وماكينزي نُشر بمناسبة المنتدى الاقتصادي العالمي في دافوس في عام 2016.
كما قرأنا في الوثيقة ، كانت نسبة أطنان البلاستيك إلى أطنان من الأسماك في مياه المحيطات في عام 2014 من واحد إلى خمسة. في عام 2025 ، سيكون هناك واحد من كل ثلاثة ، وفي عام 2050 سيكون هناك المزيد من النفايات البلاستيكية ... استند التقرير إلى مقابلات مع أكثر من 180 خبيرًا وتحليل أكثر من مائتي دراسة أخرى. لاحظ مؤلفو التقرير أنه يتم إعادة تدوير 14٪ فقط من العبوات البلاستيكية. بالنسبة للمواد الأخرى ، يظل معدل إعادة التدوير أعلى بكثير ، حيث يستعيد 58٪ من الورق وما يصل إلى 90٪ من الحديد والصلب.
1. الإنتاج العالمي من البلاستيك في 1950-2010
بفضل سهولة استخدامه وتعدد استخداماته ، ومن الواضح تمامًا أنه أصبح أحد أكثر المواد شيوعًا في العالم. زاد استخدامه ما يقرب من مائتي ضعف من 1950 إلى 2000 (1) ومن المتوقع أن يتضاعف في العشرين سنة القادمة.
2. صورة من جنة المحيط الهادئ لأرخبيل توفالو
. نجده في الزجاجات والرقائق وإطارات النوافذ والملابس وآلات القهوة والسيارات وأجهزة الكمبيوتر والأقفاص. حتى عشب كرة القدم يخفي الألياف الاصطناعية بين شفرات العشب الطبيعية. تتناثر الأكياس والأكياس البلاستيكية التي تأكلها الحيوانات عن طريق الخطأ أحيانًا على جوانب الطرق وفي الحقول (2). في كثير من الأحيان ، بسبب نقص البدائل ، يتم حرق النفايات البلاستيكية ، مما يؤدي إلى إطلاق أبخرة سامة في الغلاف الجوي. النفايات البلاستيكية تسد المجاري وتتسبب في حدوث فيضانات. تمنع إنبات النباتات وامتصاص مياه الأمطار.
3. السلحفاة تأكل رقائق بلاستيكية
أصغر الأشياء هي الأسوأ
لاحظ العديد من الباحثين أن أخطر نفايات البلاستيك ليست زجاجات البولي ايثيلين تيريفثالات تطفو في المحيط أو مليارات الأكياس البلاستيكية المنهارة. المشكلة الأكبر هي الأشياء التي لا نلاحظها حقًا. هذه هي ألياف بلاستيكية رفيعة منسوجة في نسيج ملابسنا. عشرات الطرق ، ومئات الطرق ، عبر المجاري والأنهار ، وحتى من خلال الغلاف الجوي ، تخترق البيئة ، في سلاسل الغذاء للحيوانات والبشر. يصل ضرر هذا النوع من التلوث مستوى الهياكل الخلوية والحمض النووي!
لسوء الحظ ، فإن صناعة الملابس ، التي يُقدر أنها تعالج حوالي 70 مليار طن من هذا النوع من الألياف إلى 150 مليار قطعة من الملابس ، لا يتم تنظيمها بأي شكل من الأشكال. لا يخضع مصنعو الملابس لقيود وضوابط صارمة مثل مصنعي العبوات البلاستيكية أو زجاجات PET المذكورة أعلاه. لا يُقال أو يُكتب إلا القليل عن مساهمتها في تلوث العالم بالبلاستيك. لا توجد أيضًا إجراءات صارمة وراسخة للتخلص من الملابس المتشابكة مع الألياف الضارة.
هناك مشكلة ذات صلة وليست أقل هي ما يسمى ب البلاستيك الصغيرة التي يسهل اختراقها، أي جزيئات اصطناعية صغيرة الحجم يقل حجمها عن 5 مم. تأتي الحبيبات من عدة مصادر - المواد البلاستيكية التي تتحلل في البيئة ، أو في إنتاج البلاستيك ، أو في عملية كشط إطارات السيارات أثناء تشغيلها. بفضل دعم عملية التطهير ، يمكن العثور على جزيئات البلاستيك الدقيقة في معاجين الأسنان وجل الاستحمام ومنتجات التقشير. مع مياه الصرف الصحي يدخلون الأنهار والبحار. معظم محطات معالجة مياه الصرف الصحي التقليدية لا تستطيع التقاطها.
اختفاء مقلق للهدر
بعد دراسة 2010-2011 من قبل بعثة بحرية تسمى Malaspina ، وجد بشكل غير متوقع أن هناك نفايات بلاستيكية في المحيطات أقل بكثير مما كان يعتقد. لأشهر. كان العلماء يعتمدون على صيد يقدر كمية بلاستيك المحيطات بملايين الأطنان. في غضون ذلك ، يتحدث تقرير الدراسة الذي ظهر في مجلة Proceedings of the National Academy of Sciences في عام 2014 عن… 40،XNUMX. نغمة. لقد وجد العلماء ذلك 99٪ من البلاستيك الذي يجب أن يطفو في مياه المحيط مفقود!
4. البلاستيك والحيوانات
كل شيء على ما يرام؟ بالطبع لا. يتوقع العلماء أن البلاستيك المفقود قد دخل سلسلة الغذاء في المحيط. لذلك: تتغذى الأسماك والكائنات البحرية الأخرى على القمامة على نطاق واسع. يحدث هذا بعد التفتت بفعل تأثير الشمس والأمواج. ثم يمكن الخلط بين قطع الأسماك الصغيرة العائمة وطعامها - مخلوقات بحرية صغيرة. إن عواقب تناول قطع صغيرة من البلاستيك وغيره من أشكال الاتصال بالبلاستيك ليست مفهومة جيدًا بعد ، ولكن من المحتمل ألا يكون تأثيرًا جيدًا (4).
وفقًا لتقديرات متحفظة نُشرت في مجلة Science ، فإن أكثر من 4,8 مليون طن من النفايات البلاستيكية تدخل المحيطات كل عام. ومع ذلك ، يمكن أن تصل إلى 12,7 مليون طن. يقول العلماء المسؤولون عن الحسابات إنه إذا كان متوسط تقديرهم حوالي 8 ملايين طن ، فإن هذه الكمية من الحطام ستغطي 34 جزيرة بحجم مانهاتن في طبقة واحدة.
المؤلفون الرئيسيون لهذه الحسابات هم علماء من جامعة كاليفورنيا في سانتا باربرا. في سياق عملهم ، تعاونوا مع الوكالات الفيدرالية الأمريكية والجامعات الأخرى. حقيقة مثيرة للاهتمام هي أنه وفقًا لهذه التقديرات ، فقط من 6350 إلى 245 ألفًا. أطنان من البلاستيك المتناثرة في البحر تطفو على سطح مياه المحيط. الباقي في مكان آخر. وفقًا للعلماء ، في قاع البحر وعلى السواحل ، وبالطبع في الكائنات الحية الحيوانية.
لدينا بيانات أحدث وأكثر رعبًا. في أواخر العام الماضي ، نشر Plos One ، وهو مستودع علمي عبر الإنترنت ، ورقة تعاونية من قبل باحثين من عدة مئات من المراكز العلمية قدرت الكتلة الإجمالية للنفايات البلاستيكية العائمة على سطح محيطات العالم بـ 268 طنًا! يستند تقييمهم إلى بيانات من 940 بعثة تم إجراؤها في 24-2007. في المياه الاستوائية والبحر الأبيض المتوسط.
"القارات" (5) من النفايات البلاستيكية ليست ثابتة. على أساس المحاكاة حركة التيارات المائية في المحيطات، تمكن العلماء من تحديد أنهم لا يتجمعون في مكان واحد - بل يتم نقلهم لمسافات طويلة. نتيجة لعمل الرياح على سطح المحيطات ودوران الأرض (من خلال ما يسمى بقوة كوريوليس) ، تتشكل دوامات الماء في أكبر خمسة أجسام على كوكبنا - أي شمال وجنوب المحيط الهادئ ، وشمال وجنوب المحيط الأطلسي والمحيط الهندي ، حيث تتراكم تدريجياً جميع الأشياء البلاستيكية العائمة والنفايات. يتكرر هذا الوضع بشكل دوري كل عام.
5. خريطة لتوزيع الحطام البلاستيكي في المحيطات بأحجام مختلفة.
إن الإلمام بمسارات الهجرة في هذه "القارات" هو نتيجة عمليات محاكاة طويلة باستخدام معدات متخصصة (عادة ما تكون مفيدة في أبحاث المناخ). تمت دراسة المسار الذي اتبعته عدة ملايين من النفايات البلاستيكية. أظهرت النمذجة أنه في الهياكل المبنية على مساحة تبلغ عدة مئات الآلاف من الكيلومترات ، كانت هناك تدفقات مائية موجودة ، مما أدى إلى تجاوز جزء من النفايات إلى أعلى تركيز لها وتوجيهها إلى الشرق. بالطبع ، هناك عوامل أخرى مثل قوة الموجة والرياح لم يتم أخذها في الاعتبار عند إعداد الدراسة أعلاه ، ولكنها بالتأكيد تلعب دورًا مهمًا في سرعة واتجاه نقل البلاستيك.
هذه "الأراضي" المنجرفة للنفايات هي أيضًا وسائل ممتازة لأنواع مختلفة من الفيروسات والبكتيريا ، والتي يمكن أن تنتشر بسهولة أكبر.
كيفية تنظيف "قارات القمامة"
يمكن جمعها باليد. النفايات البلاستيكية نقمة على البعض ومصدر دخل للآخرين. يتم تنسيقها حتى من قبل المنظمات الدولية. جامعي العالم الثالث فصل البلاستيك في المنزل. يعملون باليد أو بآلات بسيطة. يتم تقطيع البلاستيك أو تقطيعه إلى قطع صغيرة وبيعه لمزيد من المعالجة. الوسطاء بينهم ، والإدارة والمنظمات العامة هم منظمات متخصصة. يوفر هذا التعاون لهواة جمع الدخل دخلاً ثابتًا. في الوقت نفسه ، إنها طريقة لإزالة النفايات البلاستيكية من البيئة.
ومع ذلك ، فإن الجمع اليدوي غير فعال نسبيًا. لذلك ، هناك أفكار لأنشطة أكثر طموحًا. على سبيل المثال ، تقدم الشركة الهولندية Boyan Slat ، كجزء من مشروع Ocean Cleanup تركيب صواعق قمامة عائمة في البحر.
كانت منشأة تجميع النفايات التجريبية بالقرب من جزيرة تسوشيما ، الواقعة بين اليابان وكوريا ، ناجحة للغاية. لا يتم تشغيله بواسطة أي مصادر طاقة خارجية. يعتمد استخدامه على معرفة تأثيرات الرياح والتيارات البحرية والأمواج. يتم دفع الحطام البلاستيكي العائم ، الذي يتم صيده في مصيدة منحنية على شكل قوس أو فتحة (6) ، إلى أبعد من ذلك في المنطقة حيث يتراكم ويمكن إزالته بسهولة نسبيًا. الآن وقد تم اختبار الحل على نطاق أصغر ، يجب بناء منشآت أكبر ، حتى بطول مائة كيلومتر.
6. جمع النفايات البلاستيكية العائمة كجزء من مشروع تنظيف المحيط.
قام المخترع والمليونير الشهير جيمس دايسون بتطوير المشروع قبل بضع سنوات. MV Reciklonأو مكنسة كهربائية بارج كبيرةتتمثل مهمتها في تنظيف مياه المحيط من القمامة ، ومعظمها من البلاستيك. يجب أن تلتقط الآلة الحطام بشبكة ثم تمتصها بأربع مكانس كهربائية تعمل بالطرد المركزي. المفهوم هو أن الشفط يجب أن يحدث خارج الماء ولا يعرض الأسماك للخطر. Dyson هو مصمم معدات صناعية إنجليزي ، اشتهر بكونه مخترع المكنسة الكهربائية بدون كيس.
وماذا تفعل بهذه الكتلة من القمامة ، بينما لا يزال لديك الوقت لتجميعها؟ لا يوجد نقص في الأفكار. على سبيل المثال ، يقترح الكندي ديفيد كاتز إنشاء وعاء بلاستيكي ().
سيكون الهدر نوعًا من العملات هنا. يمكن استبدالها بالمال أو الملابس أو الطعام أو إعادة شحن رصيد الهاتف أو طابعة ثلاثية الأبعاد.، والذي بدوره يسمح لك بإنشاء أدوات منزلية جديدة من البلاستيك المعاد تدويره. تم تنفيذ الفكرة حتى في ليما ، عاصمة بيرو. يعتزم كاتس الآن إثارة اهتمام السلطات الهايتية به.
إعادة التدوير تعمل ، ولكن ليس كل شيء
مصطلح "البلاستيك" يعني المواد ، المكون الرئيسي منها الاصطناعية أو الطبيعية أو البوليمرات المعدلة. يمكن الحصول على البلاستيك من البوليمرات النقية والبوليمرات المعدلة بإضافة سواغات مختلفة. يشمل مصطلح "البلاستيك" في اللغة العامية أيضًا المنتجات شبه المصنعة للمعالجة والمنتجات النهائية ، بشرط أن تكون مصنوعة من مواد يمكن تصنيفها على أنها مواد بلاستيكية.
هناك حوالي عشرين نوعًا شائعًا من البلاستيك. يأتي كل واحد في العديد من الخيارات لمساعدتك في اختيار أفضل المواد لتطبيقك. هناك خمس (أو ست) مجموعات المواد البلاستيكية السائبة: البولي إيثيلين (PE ، بما في ذلك الكثافة العالية والمنخفضة ، HD و LD) ، البولي بروبيلين (PP) ، البولي فينيل كلوريد (PVC) ، البوليسترين (PS) والبولي إيثيلين تيريفثالات (PET). يغطي هذا ما يسمى الخمسة أو الستة الكبرى (7) ما يقرب من 75 ٪ من الطلب الأوروبي على جميع المواد البلاستيكية ويمثل أكبر مجموعة من المواد البلاستيكية التي يتم إرسالها إلى مكبات النفايات البلدية.
التخلص من هذه المواد عن طريق حرق في الهواء الطلق إنه غير مقبول بأي حال من الأحوال من قبل المتخصصين وعامة الناس. من ناحية أخرى ، يمكن استخدام محارق صديقة للبيئة لهذا الغرض ، مما يقلل النفايات بنسبة تصل إلى 90٪.
تخزين النفايات في مكبات النفايات إنها ليست سامة مثل حرقها في الهواء الطلق ، لكنها لم تعد مقبولة في معظم البلدان المتقدمة. في حين أنه ليس صحيحًا أن "البلاستيك متين" ، تستغرق البوليمرات وقتًا أطول بكثير للتحلل البيولوجي من الطعام أو الورق أو النفايات المعدنية. فترة طويلة بما يكفي ، على سبيل المثال ، في بولندا عند المستوى الحالي لإنتاج النفايات البلاستيكية ، والذي يبلغ حوالي 70 كجم للفرد سنويًا ، وبمعدل استرداد حتى وقت قريب بالكاد تجاوز 10 ٪ ، فإن كومة القمامة المنزلية من هذه القمامة ستصل إلى 30 مليون طن في ما يزيد قليلاً عن عقد من الزمان.
تؤثر عوامل مثل البيئة الكيميائية والتعرض للأشعة فوق البنفسجية وبالطبع تجزئة المواد على التحلل البطيء للبلاستيك. تعتمد العديد من تقنيات إعادة التدوير (8) ببساطة على تسريع هذه العمليات بشكل كبير. نتيجة لذلك ، نحصل على جزيئات أبسط من البوليمرات التي يمكننا إرجاعها إلى مادة لشيء آخر ، أو جزيئات أصغر يمكن استخدامها كمواد خام للبثق ، أو يمكننا الانتقال إلى المستوى الكيميائي - لإنتاج الكتلة الحيوية ، والمياه ، وأنواع مختلفة من الغازات ، وثاني أكسيد الكربون ، والميثان ، والنيتروجين.
8. تقنيات إعادة التدوير ومعالجة البلاستيك
طريقة التخلص من نفايات اللدائن الحرارية بسيطة نسبيًا ، حيث يمكن إعادة تدويرها عدة مرات. ومع ذلك ، أثناء المعالجة ، يحدث تدهور جزئي للبوليمر ، مما يؤدي إلى تدهور الخواص الميكانيكية للمنتج. لهذا السبب ، تتم إضافة نسبة معينة فقط من المواد المعاد تدويرها إلى عملية المعالجة ، أو تتم معالجة النفايات في منتجات ذات متطلبات أداء أقل ، مثل الألعاب.
هناك مشكلة أكبر بكثير عند التخلص من منتجات البلاستيك الحراري المستخدمة الحاجة إلى الفرز من حيث المدى الذي يتطلب مهارات مهنية وازالة الشوائب منها. هذا ليس مفيدًا دائمًا. المواد البلاستيكية المصنوعة من البوليمرات المتصالبة غير قابلة لإعادة التدوير من حيث المبدأ.
جميع المواد العضوية قابلة للاشتعال ، ولكن من الصعب أيضًا تدميرها بهذه الطريقة. لا يمكن تطبيق هذه الطريقة على المواد التي تحتوي على الكبريت والهالوجينات والفوسفور ، حيث أنها عند حرقها تطلق كميات كبيرة من الغازات السامة في الغلاف الجوي ، والتي هي سبب ما يسمى بالمطر الحمضي.
بادئ ذي بدء ، يتم إطلاق المركبات العطرية العضوية الكلورية ، والتي تكون سُميتها أعلى بعدة مرات من سيانيد البوتاسيوم وأكاسيد الهيدروكربون في شكل ديوكسانات - C4H8O2 i furans - سي4H4حول الإطلاق في الغلاف الجوي. تتراكم في البيئة ولكن يصعب اكتشافها بسبب التركيزات المنخفضة. فامتصاصها مع الطعام والهواء والماء وتراكمها في الجسم ، فإنها تسبب أمراضًا خطيرة ، وتقلل من مناعة الجسم ، كما أنها مسببة للسرطان ويمكن أن تسبب تغيرات وراثية.
المصدر الرئيسي لانبعاثات الديوكسين هو حرق النفايات المحتوية على الكلور. من أجل تجنب إطلاق هذه المركبات الضارة ، تم تجهيز التركيبات بما يسمى. احتراق ، في دقيقة. 1200 درجة مئوية.
يتم إعادة تدوير النفايات بطرق مختلفة
Технология إعادة تدوير النفايات مصنوع من البلاستيك عبارة عن تسلسل متعدد المراحل. لنبدأ بالمجموعة المناسبة من الرواسب ، أي فصل البلاستيك عن القمامة. في مصنع المعالجة ، يتم إجراء الفرز المسبق أولاً ، ثم الطحن والطحن ، وفصل الأجسام الغريبة ، ثم فرز البلاستيك حسب النوع والتجفيف والحصول على منتج شبه نهائي من المواد الخام المستعادة.
ليس من الممكن دائمًا فرز القمامة المجمعة حسب النوع. وهذا هو سبب تصنيفها بالعديد من الطرق المختلفة ، وعادةً ما يتم تقسيمها إلى طرق ميكانيكية وكيميائية. تشمل الطرق الميكانيكية: الفصل اليدوي, تعويم أو هوائي. إذا كانت النفايات ملوثة ، يتم هذا الفرز بطريقة رطبة. تشمل الطرق الكيميائية التحلل المائي - التحلل البخاري للبوليمرات (مواد خام لإعادة إنتاج البوليسترات ، البولي أميد ، البولي يوريثان والبولي كربونات) أو انخفاض درجة حرارة الانحلال الحراري، والتي ، على سبيل المثال ، يتم التخلص من زجاجات البولي ايثيلين تيريفثالات والإطارات المستعملة.
في ظل الانحلال الحراري ، فهم التحول الحراري للمواد العضوية في بيئة خالية تمامًا من الأكسجين أو بها أكسجين قليل أو معدوم. يحدث الانحلال الحراري منخفض الحرارة عند درجة حرارة 450-700 درجة مئوية ويؤدي إلى تكوين ، من بين أمور أخرى ، غاز الانحلال الحراري ، الذي يتكون من بخار الماء والهيدروجين والميثان والإيثان وأول أكسيد الكربون وثاني أكسيد ، وكذلك كبريتيد الهيدروجين والأمونيا والزيت والقطران والماء والمواد العضوية وفحم الكوك الانحلال الحراري والغبار الذي يحتوي على نسبة عالية من المعادن الثقيلة. لا يتطلب التركيب مصدر طاقة ، حيث يعمل على غاز الانحلال الحراري المتولد أثناء عملية إعادة التدوير.
يتم استهلاك ما يصل إلى 15٪ من غاز الانحلال الحراري لتشغيل التركيب. تنتج العملية أيضًا ما يصل إلى 30٪ من سائل الانحلال الحراري ، على غرار زيت الوقود ، والذي يمكن تقسيمه إلى أجزاء مثل: 30٪ بنزين ، مذيب ، 50٪ زيت وقود و 20٪ زيت وقود.
ما تبقى من المواد الخام الثانوية التي يتم الحصول عليها من طن واحد من النفايات هي: ما يصل إلى 50٪ من كربونات الكربون عبارة عن نفايات صلبة ، من حيث القيمة الحرارية القريبة من فحم الكوك ، والتي يمكن استخدامها كوقود صلب أو كربون نشط للفلاتر أو مسحوق كمسحوق صبغ للدهانات وما يصل إلى 5٪ من المعدن (خردة مؤخرة السيارة) أثناء الانحلال الحراري لإطارات السيارات.
المنازل والطرق والوقود
طرق إعادة التدوير الموصوفة هي عمليات صناعية خطيرة. لم تكن متوفرة في كل حالة. جاءت طالبة الهندسة الدنماركية ليزا فوجلسانغ فيسترجارد (9 سنوات) بفكرة غير عادية أثناء وجودها في مدينة جويجوبالبور الهندية في غرب البنغال - لماذا لا تصنع الطوب من أكياس وحزم متناثرة يمكن للناس استخدامها لبناء المنازل؟
9. ليزا فولسانغ ويستيرجارد
لم يكن الأمر يتعلق فقط بصنع الطوب ، ولكن تصميم العملية بأكملها بحيث يستفيد الأشخاص المشاركون في المشروع حقًا. وفقًا لخطتها ، يتم أولاً جمع النفايات وتنظيفها إذا لزم الأمر. ثم يتم تحضير المواد المجمعة عن طريق تقطيعها إلى قطع أصغر باستخدام مقص أو سكاكين. يتم وضع المادة الخام المكسرة في قالب وتوضع على شبكة شمسية حيث يتم تسخين البلاستيك. بعد حوالي ساعة ، يذوب البلاستيك ، وبعد أن يبرد ، يمكنك إزالة الطوب الجاهز من القالب.
طوب بلاستيك لديهم فتحتان يمكن من خلالهما خيوط أعواد الخيزران ، مما يخلق جدرانًا ثابتة دون استخدام الأسمنت أو مواد رابطة أخرى. ثم يمكن تلبيس هذه الجدران البلاستيكية بالطريقة التقليدية ، على سبيل المثال ، بطبقة من الطين تحميها من أشعة الشمس. تتميز المنازل المصنوعة من الطوب البلاستيكي أيضًا بميزة أنها ، على عكس الطوب الطيني ، فهي مقاومة ، على سبيل المثال ، للأمطار الموسمية ، مما يعني أنها تصبح أكثر متانة.
تجدر الإشارة إلى أن النفايات البلاستيكية تستخدم أيضًا في الهند. بناء الطرق. يُطلب من جميع مطوري الطرق في البلاد استخدام النفايات البلاستيكية وكذلك الخلائط البيتومينية وفقًا للوائح حكومة الهند الصادرة في نوفمبر 2015. هذا من شأنه أن يساعد في حل المشكلة المتزايدة لإعادة تدوير البلاستيك. تم تطوير هذه التكنولوجيا من قبل الأستاذ الدكتور. راجاغوبالان فاسوديفان من كلية مادوراي للهندسة.
العملية برمتها بسيطة للغاية. يتم سحق النفايات أولاً إلى حجم معين باستخدام آلة خاصة. ثم يتم إضافتها إلى مجموعة معدة بشكل صحيح. يتم خلط القمامة المملوءة بالإسفلت الساخن. تم وضع الطريق على درجة حرارة من 110 إلى 120 درجة مئوية.
هناك العديد من الفوائد لاستخدام نفايات البلاستيك لبناء الطرق. العملية بسيطة ولا تتطلب معدات جديدة. لكل كيلوغرام من الحجر يستخدم 50 جرام من الإسفلت. يمكن أن يكون عُشر هذا نفايات بلاستيكية ، مما يقلل من كمية الإسفلت المستخدمة. تعمل النفايات البلاستيكية أيضًا على تحسين جودة السطح.
قام مارتن أولازار ، مهندس بجامعة إقليم الباسك ، ببناء خط معالجة مثير للاهتمام وربما واعد لمعالجة النفايات إلى وقود هيدروكربوني. المصنع الذي يصفه المخترع مصفاة الألغام، على أساس الانحلال الحراري للمواد الأولية للوقود الحيوي لاستخدامها في المحركات.
قامت Olazar ببناء نوعين من خطوط الإنتاج. أول واحد يعالج الكتلة الحيوية. أما النوع الثاني ، وهو الأكثر إثارة للاهتمام ، فهو يستخدم لإعادة تدوير النفايات البلاستيكية وتحويلها إلى مواد يمكن استخدامها ، على سبيل المثال ، في إنتاج الإطارات. تخضع النفايات لعملية انحلال حراري سريعة في المفاعل عند درجة حرارة منخفضة نسبيًا تبلغ 500 درجة مئوية ، مما يساهم في توفير الطاقة.
على الرغم من الأفكار الجديدة والتقدم في تكنولوجيا إعادة التدوير ، إلا أن نسبة صغيرة فقط من 300 مليون طن من النفايات البلاستيكية المنتجة في جميع أنحاء العالم كل عام تغطيها.
وفقًا لدراسة أجرتها مؤسسة Ellen MacArthur ، يتم إرسال 15٪ فقط من العبوات إلى الحاويات ويتم إعادة تدوير 5٪ فقط. ما يقرب من ثلث المواد البلاستيكية تلوث البيئة ، حيث ستبقى لعقود ، وأحيانًا لمئات السنين.
دع القمامة تذوب نفسها
إعادة تدوير النفايات البلاستيكية هو أحد الاتجاهات. إنه أمر مهم ، لأننا أنتجنا بالفعل الكثير من هذه القمامة ، ولا يزال جزء كبير من الصناعة يزود الكثير من المنتجات من مواد البلاستيك الخمسة الأطنان الكبيرة. لكن بمرور الوقت ، من المرجح أن تزداد الأهمية الاقتصادية للبلاستيك القابل للتحلل الحيوي ، ومواد الجيل الجديد القائمة ، على سبيل المثال ، على مشتقات النشا أو حمض polylactic أو ... الحرير.
10. أكياس نفايات الكلاب القابلة للتحلل الحيوي d2w.
لا يزال إنتاج هذه المواد مكلفًا نسبيًا ، كما هو الحال عادةً مع الحلول المبتكرة. ومع ذلك ، لا يمكن تجاهل الفاتورة بأكملها لأنها تستبعد التكاليف المرتبطة بإعادة التدوير والتخلص.
من أكثر الأفكار إثارة للاهتمام في مجال البلاستيك القابل للتحلل حيوياً المصنوع من البولي إيثيلين والبولي بروبيلين والبوليسترين ، ويبدو أنها تقنية تعتمد على استخدام أنواع مختلفة من المواد المضافة في إنتاجها ، والمعروفة بالاتفاقيات. d2w (10) أو منطقة معلومات الطيران.
المعروف بشكل أفضل ، بما في ذلك في بولندا ، منذ عدة سنوات هو منتج d2w للشركة البريطانية Symphony Environmental. إنها مادة مضافة لإنتاج المواد البلاستيكية اللينة وشبه الصلبة ، والتي نطلب منها تحللًا ذاتيًا سريعًا وصديقًا للبيئة. مهنيا ، تسمى العملية d2w تحلل البلاستيك بالأكسجين. تتضمن هذه العملية تحلل المادة في الماء وثاني أكسيد الكربون والكتلة الحيوية والعناصر النزرة دون مخلفات أخرى وبدون انبعاثات غاز الميثان.
يشير الاسم العام d2w إلى مجموعة من المواد الكيميائية المضافة أثناء عملية التصنيع كمضافات إلى البولي إيثيلين والبولي بروبيلين والبوليسترين. ما يسمى بـ prodegradant d2w ، والذي يدعم ويسرع عملية التحلل الطبيعية نتيجة لتأثير أي عوامل مختارة تعزز التحلل ، مثل درجة الحرارة ، ضوء الشمسأو الضغط أو التلف الميكانيكي أو التمدد البسيط.
يحدث التحلل الكيميائي للبولي إيثيلين ، الذي يتكون من ذرات الكربون والهيدروجين ، عندما تنكسر رابطة الكربون والكربون ، مما يقلل بدوره الوزن الجزيئي ويؤدي إلى فقدان قوة السلسلة وقوة تحملها. بفضل d2w ، تم تقليل عملية تدهور المواد حتى ستين يومًا. فترة إستراحة - وهو أمر مهم ، على سبيل المثال ، في تكنولوجيا التعبئة والتغليف - يمكن التخطيط له أثناء إنتاج المواد من خلال التحكم المناسب في محتوى وأنواع المواد المضافة. بمجرد البدء ، ستستمر عملية التحلل حتى التدهور الكامل للمنتج ، سواء كان في أعماق الأرض أو تحت الماء أو في الهواء الطلق.
تم إجراء دراسات للتأكد من أن التفكك الذاتي من d2w آمن. تم بالفعل اختبار المواد البلاستيكية التي تحتوي على d2w في المعامل الأوروبية. قام Smithers / RAPRA باختبار d2w للتلامس مع الطعام وقد استخدمه تجار التجزئة الرئيسيون للمواد الغذائية في إنجلترا لعدة سنوات. المادة المضافة ليس لها تأثير سام وهي آمنة للتربة.
بالطبع ، لن تحل حلول مثل d2w محل إعادة التدوير الموصوفة سابقًا بسرعة ، ولكنها قد تدخل تدريجياً في عملية إعادة التدوير. في النهاية ، يمكن إضافة مادة أولية إلى المواد الخام الناتجة عن هذه العمليات ، ونحصل على مادة قابلة للتحلل بالأكسجين.
والخطوة التالية هي المواد البلاستيكية التي تتحلل بدون أي عمليات صناعية. على سبيل المثال ، مثل تلك التي تصنع منها دوائر إلكترونية رفيعة للغاية ، والتي تذوب بعد أداء وظيفتها في جسم الإنسان.، التي قدمت لأول مرة في أكتوبر من العام الماضي.
الاختراع صهر الدوائر الإلكترونية هو جزء من دراسة أكبر لما يسمى عابرة - أو ، إذا أردت ، "مؤقتة" - الإلكترونيات والمواد التي ستختفي بعد إكمال مهمتها. لقد طور العلماء بالفعل طريقة لبناء رقائق من طبقات رقيقة للغاية تسمى غشاء نانوي. تذوب في غضون أيام أو أسابيع قليلة. يتم تحديد مدة هذه العملية من خلال خصائص طبقة الحرير التي تغطي الأنظمة. يتمتع الباحثون بالقدرة على التحكم في هذه الخصائص ، أي من خلال اختيار معلمات الطبقة المناسبة ، يقررون المدة التي ستظل فيها حماية دائمة للنظام.
كما أوضح البروفيسور بي بي سي. Fiorenzo Omenetto من جامعة Tufts في الولايات المتحدة الأمريكية: "تعمل الإلكترونيات القابلة للذوبان بشكل موثوق مثل الدوائر التقليدية ، حيث تذوب إلى وجهتها في البيئة التي تتواجد فيها ، في الوقت الذي يحدده المصمم. قد تكون أيامًا أو سنوات ".
بحسب الأستاذ. جون روجرز من جامعة إلينوي ، الذي اكتشف إمكانيات وتطبيقات مواد التحلل الخاضعة للرقابة لم يأت بعد. ولعل أكثر الآفاق إثارة للاهتمام لهذا الاختراع في مجال التخلص من النفايات البيئية.
هل البكتيريا تساعد؟
يعد البلاستيك القابل للذوبان أحد اتجاهات المستقبل ، مما يعني تحولًا نحو مواد جديدة تمامًا. ثانيًا ، ابحث عن طرق للتحلل السريع للمواد الضارة بيئيًا الموجودة بالفعل في البيئة وسيكون من الجيد أن تختفي من هناك.
وفي الآونة الأخيرة، قام معهد كيوتو للتكنولوجيا بتحليل تدهور عدة مئات من الزجاجات البلاستيكية. في سياق البحث ، وجد أن هناك بكتيريا يمكنها تحلل البلاستيك. اتصلوا بها . تم وصف الاكتشاف في مجلة Science المرموقة.
يستخدم هذا الخلق اثنين من الإنزيمات لإزالة بوليمر PET. أحدهما يطلق تفاعلات كيميائية لتحطيم الجزيئات ، والآخر يساعد في إطلاق الطاقة. تم العثور على البكتيريا في واحدة من 250 عينة تم أخذها بالقرب من مصنع إعادة تدوير زجاجة PET. تم تضمينه في مجموعة الكائنات الحية الدقيقة التي أدت إلى تحلل سطح غشاء PET بمعدل 130 مجم / سم 30 في اليوم عند XNUMX درجة مئوية. تمكن العلماء أيضًا من الحصول على مجموعة مماثلة من الكائنات الحية الدقيقة التي لا تمتلكها ، ولكنها غير قادرة على استقلاب PET. أظهرت هذه الدراسات أنها أدت بالفعل إلى تحلل البلاستيك بيولوجيًا.
من أجل الحصول على الطاقة من PET ، تقوم البكتيريا أولاً بتحليل PET باستخدام إنزيم إنجليزي (PET hydrolase) إلى حمض تريفثاليك أحادي (2-hydroxyethyl) (MHET) ، والذي يتم تحلله بعد ذلك في الخطوة التالية باستخدام إنزيم إنجليزي (MGET hydrolase). على مونومرات البلاستيك الأصلية: جلايكول الإيثيلين وحمض التيريفثاليك. يمكن للبكتيريا استخدام هذه المواد الكيميائية مباشرة لإنتاج الطاقة (11).
11. تدهور PET بواسطة البكتيريا
لسوء الحظ ، يستغرق الأمر ستة أسابيع كاملة والظروف المناسبة (بما في ذلك درجة حرارة 30 درجة مئوية) لمستعمرة بأكملها لتكشف عن قطعة رقيقة من البلاستيك. إنه لا يغير حقيقة أن الاكتشاف يمكن أن يغير وجه إعادة التدوير.
بالتأكيد لا محكوم علينا أن نعيش مع القمامة البلاستيكية المنتشرة في كل مكان (12). كما تظهر الاكتشافات الحديثة في مجال علم المواد ، يمكننا التخلص إلى الأبد من البلاستيك الضخم الذي يصعب إزالته. ومع ذلك ، حتى إذا انتقلنا قريبًا إلى البلاستيك القابل للتحلل الحيوي بالكامل ، فسيتعين علينا نحن وأطفالنا التعامل مع بقايا الطعام لفترة طويلة قادمة. عصر البلاستيك المهملة. ربما سيكون هذا درسًا جيدًا للبشرية ، والتي لن تتخلى عن التكنولوجيا أبدًا دون تفكير ثانٍ فقط لأنها رخيصة ومريحة؟
