Jak se plast rozkládá
Průměrná doba rozkladu plastových výrobků vytvořených různými technologiemi je
Hlavní obavy souvisejí se skutečností, že plasty,Jakmile se dostanou do země, rozpadnou se na malé částice a mohou uvolňovat do životního prostředí chemikálie, které se k nim přidávají během výroby. Může to být chlor, různé chemikálie, například toxické nebo karcinogenní prostředky proti plameni. Tyto chemikálie mohou prosakovat do podzemních vod nebo jiných blízkých zdrojů, což může vážně ublížit těm, kteří vodu pijí.
Tzv. Biologicky odbouratelný plast navíc může při rozkladu uvolňovat metan, což je velmi silný skleníkový plyn, který významně přispívá ke globálnímu oteplování.
Při skládkování plast nepředstavujepotenciálně žádná hrozba, protože skládka je speciální inženýrská struktura, která je vytvořena za účelem ochrany životního prostředí a lidského zdraví a zabraňuje znečištění, včetně půdy a podzemních vod.
Většina škod je způsobena samotným plastem, který osoba sama vyhodí na místa, která k tomu nejsou určena, nebo která skončí na spontánních skládkách.
Společnosti nyní také vyvíjejí nové způsoby, jak urychlit proces rozkladu plastů, a přicházejí s novými typy biologicky rozložitelných plastů, které se rozkládají za tři až šest měsíců.
Tyto materiály nejsou vyrobeny z ropných produktů,jako obvykle, ale ze škrobu, tuků, kukuřice nebo jiné biomasy. Aby se však zvýšila produkce těchto materiálů, bude nutné rozšířit obdělávanou půdu zmenšením lesů a dalších přírodních zón.
Druhy zpracování plastů
- Fyzický
Mechanická recyklace
Mezi fyzikálními metodami nejběžnějšíje mechanická recyklace. Metoda spočívá v drcení, drcení a mletí plastových materiálů za účelem získání recyklátu - polymerního materiálu následně používaného pro výrobu dalších plastových výrobků.
V první fázi se odpad třídí podle druhuplast, stav materiálu a stupeň znečištění. Materiál poté prochází fází předběžného drcení. Následně se plast znovu vytřídí, promyje a suší a následně zpracovává v tepelných zařízeních k získání taveniny jednotné konzistence – recyklátu.
Následně již roztavený materiáljsou posílány do extruderu za vzniku meziproduktových granulí nebo přímo sekundárních produktů. Pro realizaci procesu se používají drtiče a granulační zařízení.
- Chemická recyklace
Výsledkem této metody jsou plastyvznikají nové materiály. Chemickou recyklací se zpracovávají molekuly polymeru, výsledkem je tvorba nových struktur, které se následně používají jako suroviny pro výrobu nových produktů.
Mnoho velkých mezinárodních společností jako napřAdidas, Unilever, P&G, Danone a Interface aktivně investují do rozvoje této oblasti. Je založen na procesu depolymerace nebo chemické destrukce polymerního pojiva.
V důsledku procesu, ready-maderecyklovatelné materiály, jako jsou nové plasty (polymery), monomery pro výrobu nových plastů, nafta pro výrobu nových plastů a chemikálií, základní chemikálie, jako je methanol, dopravní paliva pro letectví a automobily, vosky pro svíčky a pastelky a syntetická ropa ...
Výhodou chemické metody jemožnost recyklace plastu při jeho separaci pro mechanickou recyklaci je buď ekonomicky neefektivní, nebo technicky nemožná. Nejčastěji se metoda využívá k recyklaci kontaminovaného materiálu.
Hydrolýza a glykolýza
Během hydrolýzy plast interaguje s vodou v kyselém, alkalickém nebo neutrálním prostředí. Výsledkem je, že materiál je depolymerizován a rozložen na monomery.
Solvolýza
Nejčastěji se používá solvolýzachemickou recyklací a je realizován pomocí široké škály rozpouštědel, teplot, tlaků a katalyzátorů, jako je superkritická voda a alkoholy.
Alkalické soli působí jako katalyzátor.kovy. Ve srovnání s pyrolýzou vyžaduje solvolýzní proces nižší teploty. Tento proces generuje regenerované vlákno a chemickou látku, kterou lze poté komerčně použít.
Methanolýza
Tato metoda je založena na štěpení plastu, kdyžpomocí methanolu v nádržích s vysokými teplotami. Tento proces používá katalyzátory, jako je octan hořečnatý, octan kobaltnatý a oxid olovnatý.
Termokatalýza
V Rusku byl vyvinut proces recyklaceplast do komponent kapalných paliv pomocí jednorázového katalyzátoru na bázi kalu z některých hutnických odvětví. Plastový odpad se nejprve rozdrtí a poté se s přidáním katalyzátoru dostane do reaktoru, kde se směs zahřeje na teplotu přes 400 °C.
Výsledná směsuhlovodíky se přivádějí ke spalování jako hotový topný olej, který může také fungovat jako plastifikátor pro některé součásti povrchu vozovky. Následně lze produkt zpracovat na benzín, naftu a topný olej.
Výhoda metody je nízkáspotřeba energie a mezi nevýhody vyniká složitost řízení procesu a technologického zařízení z důvodu nutnosti provádět proces pod vysokým tlakem.
- Tepelný
Mechanismy tepelné destrukce polymerů jsou klasifikovány podle obsahu kyslíku do několika typů: pyrolýza, methanolýza, zplyňování, spalování.
Pyrolýza
Pyrolýza je jednou z nejúčinnějších, alezároveň drahé způsoby zpracování plastů. Při použití metody pyrolýzy se odpad zpracovává za vysokých teplot ve speciálně vybavených komorách bez přístupu kyslíku. V důsledku chemického procesu vzniká plyn, tepelná energie a topný olej.
Při štěpení plastového odpadu pyrolýzou se získá benzinová frakce, která může dosáhnout až 80% hmotnosti suroviny.
Proces zahrnuje tepelný rozkladplastový odpad při různých teplotách (300–900 °C) za nepřítomnosti kyslíku, což vede k tepelnému rozkladu a uvolňování vodíkových částic obsažených v plastu. Vzniká řada uhlovodíků, které lze použít jako palivové báze.
Pyrolýza ničí 99% škodlivé sloučeninylátky, které tvoří plast, což z něj činí jednu z ekologicky nejšetrnějších možností recyklace, ale vyžaduje hodně energie.
Zplyňování
Při zplynování z netříděných nečistotmateriály tvoří syntetický plyn, který lze následně využít jak pro konstrukci nových polymerů, tak pro výrobu tepelné a elektrické energie, metanolu, elektřiny, krmných bílkovin a různé biomasy.
Odpad je zpracován plazmovým tokem přiteplota 1200 ° C, v důsledku čehož se toxické látky ničí a netvoří se dehet. Odpadky se následně promění v popel, který se často lisuje na brikety a položí se do základů budov. Způsob zplyňování si získal zvláštní oblibu v Japonsku.
Hlavní výhodou metody je schopnost zpracovávat plast bez třídění. Mezi nevýhody patří vysoká pravděpodobnost emise škodlivých plynů do atmosféry.
Experimentální metody
- Depolymerizace
Tepelná depolymerizace je jednou zexperimentální fyzikální a chemické metody. Je postaven na procesu pyrolýzy pomocí vody. V důsledku tepelné depolymerace se získá jak směs uhlovodíků vhodná pro výrobu syntetických paliv, tak nové plastové materiály.
V procesu depolymerizace mají monoplasty rádiPET lahve jsou rozděleny zpět na monomery, které lze recyklovat na nové PET materiály. Tepelná depolymerace umožňuje zpracování směsných plastů, ale vytváří potenciálně nebezpečné vedlejší produkty.
- Záření
Radiační metoda je založena na použitívysokoenergetické záření ke zničení polymerní matrice, zatímco fyzikální vlastnosti plniva zůstávají nezměněny. Předpokládá se, že v budoucnu bude tato dosud experimentální metoda představovat hlavní metodu recyklace vyztuženého plastu.
Mezi nevýhody procesu patří zvýšené radiační zatížení lidí a životního prostředí. Kromě toho se recyklují pouze tenkovrstvé plasty.
- Rozklad mikrobů ze žaludku krav
Vědci v Rakousku zjistili, že bakterie z kravského bachoru, jedné ze čtyř částí jejího žaludku, mohou rozkládat plasty.
Vědci navrhli, že takové bakterie mohou být prospěšné, protože krávy mají ve stravě přírodní rostlinné polyestery: strukturou se podobají plastu.
Autoři práce uvažovali tři typy polymerů:PET, PBAT a polyethylen furanoát. Výsledky ukázaly, že všechny tři plasty mohou být rozloženy mikroorganismy z kravských žaludků, přičemž plastové prášky se rozpadají rychleji než plastová fólie.
- Rozklad larev
Problém kontaminace plasty může býtvyřešen pomocí brouků rozšířených v Koreji. Larvy brouků z řádu Coleoptera (Plesiophthophthalmus davidis) mohou polystyren rozložit. Střevní flóra hmyzu může oxidovat a měnit povrchové vlastnosti polystyrenového filmu.
- Znovu použít
Ve formě polyuretanové pěny
Vědci z Nového Zélandu vyvinuli metodu pro přeměnu biologicky odbouratelných plastových nožů, lžící a vidliček na pěnu, kterou lze použít jako izolaci stěn nebo jako flotační zařízení.
Vědci jako experiment umístili jídelnyzařízení ve speciální komoře naplněné oxidem uhličitým. Změnou úrovně tlaku vědci sledovali, jak se oxid uhličitý rozpíná uvnitř plastu a vytváří pěnu, a později vědci dostali pěnu.
Pokaždé, když je plast recyklovántrochu ztrácí sílu. Ale pro pěnu to není důležité: v mnoha aplikacích se od ní nevyžaduje síla. Tento materiál se používá jako izolace stěn nebo ve flotačních zařízeních.
Jako vanilin
Skotští vědci vyvinuli unikátní způsob recyklace plastového odpadu. Pomocí geneticky modifikovaných bakterií se z něj stalo vanilinové aroma.
Dva vědci z University of Edinburgh vSkotsko má geneticky upravené bakterie k přeměně kyseliny tereftalové na vanilin. Faktem je, že obě látky mají podobné chemické složení. Výsledkem je, že bakterie potřebují pouze malé změny v počtu atomů vodíku a kyslíku spojené se stejnou uhlíkovou kostrou.
Ve formě paliv a maziv
Vědci ze Spojených států přišli na způsob, jak přeměnit plasty na užitečné materiály. Mohou být okamžitě použity jako tryskové nebo naftové palivo a maziva.
Výzkumní pracovníci z Centra pro inovace v oboruSpolečnost Plastic na University of Delaware (CPI) ve Spojených státech vyvinula přímou metodu pro konverzi plastových obalů na jedno použití (sáčky, obaly z jogurtů, plastové lahve, uzávěry lahví a další) pro použití jako tryskové nebo naftové palivo a maziva.
Vědci použili nový katalyzátor ajedinečný proces pro rychlé ničení těžko zpracovatelných plastů - polyolefinů. Představují 60–70% všech dnes vyráběných plastů.
Problémy s recyklací plastů
Největší výzva v recyklaci plastůodpad spočívá ve vysokých nákladech na sběr a zpracování materiálů – plasty jsou zřídka prezentovány v „čisté“ podobě a nejčastěji se jedná o kombinaci různých typů polymerů.
Spolu s kontaminací příchozího materiáludíky tomu je proces třídění a čištění pracný a nákladný. Systém organizovaného sběru a recyklace odpadů je navíc zaveden pouze v omezeném počtu zemí.
Většina plastového odpadu se tedy nerecykluje a vyhazuje se do životního prostředí nebo v organizovanějším pojetí spaluje.
Přečtěte si více
První mor: jak vznikla „černá smrt“ a kdo zahájil epidemii
Vědci zjistili, proč má Merkur tak velké jádro
Rozhovory zesnulé posádky Sojuz-11 byly odtajněny: o čem mluvili před svou smrtí