Πώς αποσυντίθεται το πλαστικό
Ο μέσος χρόνος αποσύνθεσης των πλαστικών προϊόντων που δημιουργούνται χρησιμοποιώντας διαφορετικές τεχνολογίες είναι
Οι κύριες ανησυχίες σχετίζονται με το γεγονός ότι τα πλαστικά,Μόλις βρεθούν στο έδαφος, διασπώνται σε μικρά σωματίδια και μπορούν να απελευθερώσουν στο περιβάλλον χημικές ουσίες που προστίθενται σε αυτά κατά τη διάρκεια της παραγωγής. Μπορεί να είναι χλώριο, διάφορες χημικές ουσίες, για παράδειγμα, τοξικοί ή καρκινογόνοι παράγοντες κατά της φλόγας. Αυτές οι χημικές ουσίες μπορούν να διαρρεύσουν στα υπόγεια ύδατα ή άλλες κοντινές πηγές, οι οποίες μπορούν να προκαλέσουν σοβαρή βλάβη σε εκείνους που πίνουν το νερό.
Επιπλέον, το λεγόμενο βιοαποικοδομήσιμο πλαστικό, καθώς αποσυντίθεται, μπορεί να απελευθερώσει μεθάνιο, το οποίο είναι ένα πολύ ισχυρό αέριο θερμοκηπίου, το οποίο συμβάλλει σημαντικά στην υπερθέρμανση του πλανήτη.
Όταν χτυπάτε χώρους ταφής, το πλαστικό δεν αντιπροσωπεύειδυνητικά χωρίς απειλή, καθώς ο χώρος υγειονομικής ταφής είναι μια ειδική μηχανική δομή που έχει δημιουργηθεί για την προστασία του περιβάλλοντος και της ανθρώπινης υγείας και αποτρέπει τη ρύπανση, συμπεριλαμβανομένων του εδάφους και των υπόγειων υδάτων.
Το μεγαλύτερο μέρος της βλάβης προκαλείται από το πολύ πλαστικό που το ίδιο το άτομο πετά σε μέρη που δεν προορίζονται για αυτό ή καταλήγει σε αυθόρμητους χώρους υγειονομικής ταφής.
Οι εταιρείες αναπτύσσουν επίσης τώρα νέους τρόπους για να επιταχύνουν τη διαδικασία αποσύνθεσης του πλαστικού και έρχονται με νέους τύπους βιοαποικοδομήσιμων πλαστικών που διασπώνται σε τρεις έως έξι μήνες.
Τέτοια υλικά δεν κατασκευάζονται από προϊόντα πετρελαίου,ως συνήθως, αλλά από άμυλο, λίπη, καλαμπόκι ή άλλη βιομάζα. Αλλά για να αυξηθεί η παραγωγή αυτών των υλικών, θα είναι απαραίτητο να επεκταθεί η καλλιεργούμενη γη μειώνοντας τα δάση και άλλες φυσικές ζώνες.
Τύποι επεξεργασίας πλαστικών
- Φυσικός
Μηχανική ανακύκλωση
Μεταξύ των φυσικών μεθόδων, η πιο κοινήείναι η μηχανική ανακύκλωση. Η μέθοδος αποτελείται από λείανση, σύνθλιψη και άλεση πλαστικών υλικών για την απόκτηση ανακύκλωσης - ένα πολυμερές υλικό που χρησιμοποιείται στη συνέχεια για την κατασκευή άλλων πλαστικών προϊόντων.
Στο πρώτο στάδιο, τα απόβλητα ταξινομούνται ανά τύποπλαστικό, την κατάσταση του υλικού και τον βαθμό μόλυνσης. Στη συνέχεια, το υλικό περνά από ένα στάδιο προ-θρυμματισμού. Στη συνέχεια, το πλαστικό επαναδιαλέγεται, πλένεται και στεγνώνει και στη συνέχεια υποβάλλεται σε επεξεργασία σε θερμικές εγκαταστάσεις για να ληφθεί ένα τήγμα ομοιόμορφης συνοχής - ανακυκλώνεται.
Στη συνέχεια, το ήδη λιωμένο υλικόαποστέλλονται σε έναν εξωθητή για να σχηματίσουν ενδιάμεσους κόκκους ή άμεσα δευτερεύοντα προϊόντα. Για την εφαρμογή της διαδικασίας χρησιμοποιούνται θραυστήρες και εγκαταστάσεις κοκκοποίησης.
- Χημική ανακύκλωση
Ως αποτέλεσμα αυτής της μεθόδου, τα πλαστικάσχηματίζονται νέα υλικά. Η χημική ανακύκλωση χρησιμοποιείται για την επεξεργασία μορίων πολυμερών, με αποτέλεσμα το σχηματισμό νέων δομών, οι οποίες στη συνέχεια χρησιμοποιούνται ως πρώτες ύλες για την παραγωγή νέων προϊόντων.
Πολλές μεγάλες διεθνείς εταιρείες όπως π.χΗ Adidas, η Unilever, η P&G, η Danone και η Interface επενδύουν ενεργά στην ανάπτυξη αυτής της περιοχής. Βασίζεται στη διαδικασία αποπολυμερισμού ή χημικής καταστροφής του συνδετικού πολυμερούς.
Ως αποτέλεσμα της διαδικασίας, ένα έτοιμοανακυκλώσιμα υλικά όπως νέα πλαστικά (πολυμερή), μονομερή για την κατασκευή νέων πλαστικών, νάφθα για την κατασκευή νέων πλαστικών και χημικών ουσιών, βασικά χημικά όπως μεθανόλη, καύσιμα μεταφοράς για αεροπορία και αυτοκίνητα, κεριά για κεριά και κραγιόνια και συνθετικό αργό πετρέλαιο ...
Το πλεονέκτημα της χημικής μεθόδου είναιη δυνατότητα ανακύκλωσης πλαστικού κατά τον διαχωρισμό του για μηχανική ανακύκλωση είναι είτε οικονομικά αναποτελεσματική είτε τεχνικά αδύνατη. Τις περισσότερες φορές, η μέθοδος χρησιμοποιείται για την ανακύκλωση μολυσμένου υλικού.
Υδρόλυση και γλυκόλυση
Κατά την υδρόλυση, το πλαστικό αλληλεπιδρά με το νερό σε όξινο, αλκαλικό ή ουδέτερο περιβάλλον. Ως αποτέλεσμα, το υλικό αποπολυμερίζεται και αποσυντίθεται σε μονομερή.
Solvolysis
Η σολβόλυση είναι η πιο συχνά χρησιμοποιούμενημε χημική ανακύκλωση και πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας ένα ευρύ φάσμα διαλυτών, θερμοκρασιών, πιέσεων και καταλυτών όπως υπερκρίσιμο νερό και αλκοόλες.
Τα αλκαλικά άλατα δρουν ως καταλύτες.μέταλλα. Σε σύγκριση με την πυρόλυση, η διαδικασία σολβόλυσης απαιτεί χαμηλότερες θερμοκρασίες. Η διαδικασία δημιουργεί ανακτημένες ίνες και μια χημική ουσία που μπορεί στη συνέχεια να χρησιμοποιηθεί στο εμπόριο.
Μεθανόλυση
Η μέθοδος βασίζεται στο διαχωρισμό του πλαστικού ότανχρήση μεθανόλης σε δεξαμενές με υψηλές θερμοκρασίες. Η μέθοδος χρησιμοποιεί καταλύτες όπως οξικό μαγνήσιο, οξικό κοβάλτιο και διοξείδιο μολύβδου.
Θερμοκατάλυση
Στη Ρωσία έχει αναπτυχθεί μια διαδικασία ανακύκλωσηςπλαστικό σε συστατικά υγρού καυσίμου χρησιμοποιώντας έναν καταλύτη μιας χρήσης που βασίζεται σε λάσπη από ορισμένες μεταλλουργικές βιομηχανίες. Αρχικά, τα πλαστικά απόβλητα συνθλίβονται και στη συνέχεια, με την προσθήκη ενός καταλύτη, εισέρχονται σε έναν αντιδραστήρα όπου το μείγμα θερμαίνεται στους 400 °C.
Το προκύπτον μείγμαΟι υδρογονάνθρακες τροφοδοτούνται για καύση ως τελικό μαζούτ, το οποίο μπορεί επίσης να λειτουργήσει ως πλαστικοποιητής για ορισμένα εξαρτήματα της επιφάνειας του δρόμου. Στη συνέχεια, το προϊόν μπορεί να υποβληθεί σε επεξεργασία για την παραγωγή βενζίνης, ντίζελ και μαζούτ.
Το πλεονέκτημα της μεθόδου είναι χαμηλόΗ κατανάλωση ενέργειας και μεταξύ των μειονεκτημάτων ξεχωρίζει η πολυπλοκότητα του ελέγχου της διαδικασίας και του τεχνολογικού εξοπλισμού λόγω της ανάγκης διεξαγωγής της διαδικασίας σε υψηλή πίεση.
- Θερμικός
Οι μηχανισμοί θερμικής καταστροφής των πολυμερών ταξινομούνται με περιεκτικότητα σε οξυγόνο σε διάφορους τύπους: πυρόλυση, μεθανόλυση, αεριοποίηση, καύση.
Πυρόλυση
Η πυρόλυση είναι από τις πιο αποτελεσματικές, αλλάταυτόχρονα ακριβές μέθοδοι επεξεργασίας πλαστικού. Όταν χρησιμοποιείται η μέθοδος πυρόλυσης, τα απόβλητα επεξεργάζονται σε υψηλές θερμοκρασίες σε ειδικά εξοπλισμένους θαλάμους χωρίς πρόσβαση σε οξυγόνο. Ως αποτέλεσμα της χημικής διαδικασίας, σχηματίζεται αέριο, θερμική ενέργεια και μαζούτ.
Κατά τον διαχωρισμό των πλαστικών απορριμμάτων με πυρόλυση, λαμβάνεται ένα κλάσμα βενζίνης, το οποίο μπορεί να φτάσει έως και το 80% της μάζας της πρώτης ύλης.
Η διαδικασία περιλαμβάνει θερμική αποσύνθεσηπλαστικά απόβλητα σε διάφορες θερμοκρασίες (300–900° C) απουσία οξυγόνου, με αποτέλεσμα τη θερμική αποσύνθεση και την απελευθέρωση σωματιδίων υδρογόνου που περιέχονται στο πλαστικό. Σχηματίζεται ένας αριθμός υδρογονανθράκων που μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως βάσεις καυσίμου.
Η πυρόλυση καταστρέφει το 99% των επιβλαβών ενώσεωνουσίες που συνθέτουν πλαστικό, γεγονός που το καθιστά μία από τις πιο φιλικές προς το περιβάλλον επιλογές για ανακύκλωση, αλλά απαιτεί πολλή ενέργεια.
Αεριοποίηση
Κατά την αεριοποίηση από μη ταξινομημένο βρώμικοΤα υλικά σχηματίζουν συνθετικό αέριο, το οποίο μπορεί στη συνέχεια να χρησιμοποιηθεί τόσο για την κατασκευή νέων πολυμερών όσο και για την παραγωγή θερμικής και ηλεκτρικής ενέργειας, μεθανόλης, ηλεκτρικής ενέργειας, πρωτεϊνών τροφοδοσίας και διαφόρων βιομάζας.
Τα απόβλητα υποβάλλονται σε επεξεργασία με ροή πλάσματος σεθερμοκρασία 1200 ° C, λόγω της οποίας καταστρέφονται τοξικές ουσίες και δεν σχηματίζεται πίσσα. Στη συνέχεια, τα σκουπίδια μετατρέπονται σε στάχτη, η οποία συχνά συμπιέζεται σε μπρικέτες και τοποθετείται στα θεμέλια των κτιρίων. Η μέθοδος αεριοποίησης έχει αποκτήσει ιδιαίτερη δημοτικότητα στην Ιαπωνία.
Το κύριο πλεονέκτημα της μεθόδου είναι η ικανότητα επεξεργασίας πλαστικών χωρίς ταξινόμηση. Μεταξύ των μειονεκτημάτων, υπάρχει μεγάλη πιθανότητα εκπομπής επιβλαβών αερίων στην ατμόσφαιρα.
Πειραματικές μέθοδοι
- Αποπολυμερισμός
Ο θερμικός αποπολυμερισμός είναι ένας από τουςπειραματικές φυσικές και χημικές μεθόδους. Είναι βασισμένο σε μια διαδικασία πυρόλυσης χρησιμοποιώντας νερό. Ως αποτέλεσμα του θερμικού αποπολυμερισμού, λαμβάνεται και ένα μείγμα υδρογονανθράκων κατάλληλο για τη δημιουργία συνθετικών καυσίμων και νέων πλαστικών υλικών.
Κατά τη διαδικασία του αποπολυμερισμού, μονοπλαστικά παρόμοιαΤα μπουκάλια PET χωρίζονται σε μονομερή, τα οποία μπορούν να ανακυκλωθούν σε νέα υλικά PET. Ο θερμικός αποπολυμερισμός επιτρέπει την επεξεργασία μικτών πλαστικών, αλλά δημιουργεί δυνητικά επικίνδυνα υποπροϊόντα.
- Ακτινοβολία
Η μέθοδος ακτινοβολίας βασίζεται στη χρήση τουακτινοβολία υψηλής ενέργειας για την καταστροφή της μήτρας του πολυμερούς, ενώ τα φυσικά χαρακτηριστικά του πληρωτικού παραμένουν αμετάβλητα. Υποτίθεται ότι στο μέλλον, αυτή η ακόμη πειραματική μέθοδος θα αποτελέσει την κύρια μέθοδο ανακύκλωσης ενισχυμένου πλαστικού.
Μεταξύ των μειονεκτημάτων της διαδικασίας, υπάρχει ένα αυξημένο φορτίο ακτινοβολίας στους ανθρώπους και στο περιβάλλον. Επιπλέον, ανακυκλώνονται μόνο πλαστικά λεπτής στιβάδας.
- Αποσύνθεση από μικρόβια από το στομάχι των αγελάδων
Ερευνητές στην Αυστρία διαπίστωσαν ότι τα βακτήρια από τον αυλό της αγελάδας, ένα από τα τέσσερα τμήματα του στομάχου της, μπορούν να διασπά το πλαστικό.
Οι επιστήμονες πρότειναν ότι τέτοια βακτήρια θα μπορούσαν να είναι ευεργετικά επειδή οι αγελάδες έχουν φυσικούς φυτικούς πολυεστέρες στη διατροφή τους: έχουν παρόμοια δομή με το πλαστικό.
Οι συγγραφείς της εργασίας εξέτασαν τρεις τύπους πολυμερών:PET, PBAT και φουρανοϊκό πολυαιθυλένιο. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι και τα τρία πλαστικά μπορούν να διασπαστούν από μικροοργανισμούς από το στομάχι των αγελάδων, με τις πλαστικές σκόνες να διασπώνται πιο γρήγορα από το πλαστικό φιλμ.
- Αποσύνθεση προνυμφών
Το πρόβλημα της πλαστικής μόλυνσης μπορεί να είναιλυθεί με τη βοήθεια των σκαθαριών διαδεδομένων στην Κορέα. Οι προνύμφες των σκαθαριών από την τάξη Coleoptera (Plesiophthophthalmus davidis) μπορούν να αποσυνθέσουν πολυστυρόλιο. Η εντερική χλωρίδα του εντόμου μπορεί να οξειδωθεί και να αλλάξει τις επιφανειακές ιδιότητες της μεμβράνης πολυστυρολίου.
- Επαναχρησιμοποίηση
Με τη μορφή αφρού πολυουρεθάνης
Οι επιστήμονες της Νέας Ζηλανδίας έχουν αναπτύξει μια μέθοδο μετατροπής βιοαποικοδομήσιμων πλαστικών μαχαιριών, κουταλιών και πιρούνι σε αφρό που μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μόνωση τοίχου ή σε συσκευές επίπλευσης.
Ως πείραμα, οι επιστήμονες τοποθέτησαν καντίνεςσυσκευές σε ειδικό θάλαμο γεμάτο με διοξείδιο του άνθρακα. Αλλάζοντας το επίπεδο πίεσης, οι ερευνητές παρατήρησαν πώς το διοξείδιο του άνθρακα διογκώθηκε μέσα στο πλαστικό, δημιουργώντας αφρό και αργότερα οι επιστήμονες έλαβαν αφρό.
Κάθε φορά που το πλαστικό ανακυκλώνεταιχάνει τη δύναμή του λίγο. Αλλά για τον αφρό, αυτό δεν είναι σημαντικό: σε πολλές εφαρμογές, δεν απαιτείται αντοχή από αυτό. Αυτό το υλικό χρησιμοποιείται ως μόνωση τοίχου ή σε συσκευές επίπλευσης.
Ως βανιλίνη
Σκωτσέζοι επιστήμονες έχουν αναπτύξει έναν μοναδικό τρόπο ανακύκλωσης πλαστικών απορριμμάτων. Με τη βοήθεια γενετικά τροποποιημένων βακτηρίων μετατράπηκε σε άρωμα βανιλίνης.
Δύο ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου στοΗ Σκωτία έχει γενετικά τροποποιημένα βακτήρια για τη μετατροπή του τερεφθαλικού οξέος σε βανιλίνη. Το γεγονός είναι ότι και οι δύο ουσίες έχουν παρόμοια χημική σύνθεση. Ως αποτέλεσμα, τα βακτήρια χρειάζονται μόνο μικρές αλλαγές στον αριθμό ατόμων υδρογόνου και οξυγόνου που σχετίζονται με τον ίδιο σκελετό άνθρακα.
Με τη μορφή καυσίμων και λιπαντικών
Επιστήμονες από τις Ηνωμένες Πολιτείες βρήκαν έναν τρόπο να μετατρέψουν τα πλαστικά σε χρήσιμα υλικά. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν αμέσως ως καύσιμο τζετ ή ντίζελ και λιπαντικά.
Исследователи из Центра инноваций в области Το πλαστικό στο Πανεπιστήμιο του Ντελαγουέρ (CPI) στις Ηνωμένες Πολιτείες έχει αναπτύξει μια άμεση μέθοδο μετατροπής πλαστικών συσκευασιών μίας χρήσης (τσάντες, συσκευασίες γιαουρτιού, πλαστικά μπουκάλια, καπάκια μπουκαλιών και άλλα) για χρήση ως καύσιμο και λιπαντικά jet ή diesel.
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν έναν νέο καταλύτη καιμια μοναδική διαδικασία για την ταχεία καταστροφή των σκληρά προς επεξεργασία πλαστικών-πολυολεφινών. Αποτελούν το 60-70% όλων των πλαστικών που παράγονται σήμερα.
Προβλήματα ανακύκλωσης πλαστικών
Η μεγαλύτερη πρόκληση στην ανακύκλωση πλαστικούΤα απόβλητα έγκεινται στο υψηλό κόστος συλλογής και επεξεργασίας υλικών - τα πλαστικά σπάνια παρουσιάζονται σε «καθαρή» μορφή και είναι συνήθως ένας συνδυασμός διαφόρων τύπων πολυμερών.
Μαζί με μόλυνση του εισερχόμενου υλικούΑυτό καθιστά τη διαδικασία διαλογής και καθαρισμού επίπονη και δαπανηρή. Επιπλέον, το σύστημα οργανωμένης συλλογής και ανακύκλωσης απορριμμάτων εφαρμόζεται μόνο σε περιορισμένο αριθμό χωρών.
Έτσι, τα περισσότερα πλαστικά απόβλητα δεν ανακυκλώνονται και πετιούνται στο περιβάλλον ή, σε μια πιο οργανωμένη προσέγγιση, αποτεφρώνονται.
Διαβάστε περισσότερα
Η πρώτη πανούκλα: πώς προήλθε ο «μαύρος θάνατος» και ποιος ξεκίνησε την επιδημία
Οι επιστήμονες έχουν καθορίσει γιατί ο Ερμής έχει τόσο μεγάλο πυρήνα
Οι συνομιλίες του αποθανόντος πληρώματος Soyuz-11 έχουν αποχαρακτηριστεί: τι μίλησαν πριν από το θάνατό τους