Kuinka muovi hajoaa
Eri tekniikoilla luotujen muovituotteiden keskimääräinen hajoamisaika,
Suurimmat huolenaiheet liittyvät siihen, että muovit,Kun ne ovat maassa, ne hajoavat pieniksi hiukkasiksi ja voivat vapauttaa ympäristöön kemikaaleja, joita niihin lisätään tuotannon aikana. Se voi olla klooria, erilaisia kemikaaleja, esimerkiksi myrkyllisiä tai syöpää aiheuttavia liekinestoaineita. Nämä kemikaalit voivat tunkeutua pohjaveteen tai muihin läheisiin lähteisiin, mikä voi aiheuttaa vakavaa haittaa vettä juoville.
Lisäksi niin kutsuttu biohajoava muovi hajoamisen yhteydessä voi vapauttaa metaania, joka on erittäin voimakas kasvihuonekaasu, joka vaikuttaa merkittävästi ilmaston lämpenemiseen.
Kun kaatopaikat törmäävät, muovi ei edustamahdollisesti ei uhkaa, koska kaatopaikka on erityinen tekninen rakenne, joka on luotu ympäristön ja ihmisten terveyden suojelemiseksi ja ehkäisee pilaantumista, mukaan lukien maaperä ja pohjavesi.
Suurimman osan vahingoista aiheuttaa juuri muovi, jonka henkilö itse heittää paikkoihin, joita ei ole tarkoitettu tähän tai joka päätyy spontaaneihin kaatopaikkoihin.
Yritykset kehittävät myös uusia tapoja nopeuttaa muovin hajoamisprosessia ja keksivätUudentyyppiset biohajoavat muovit, jotka hajoavat kolmesta kuuteen kuukauteen.
Tällaisia materiaaleja ei ole valmistettu öljytuotteista,kuten tavallista, mutta tärkkelyksestä, rasvoista, maissista tai muusta biomassasta. Mutta näiden materiaalien tuotannon lisäämiseksi on tarpeen laajentaa viljeltyä maata vähentämällä metsiä ja muita luonnollisia alueita.
Muovin käsittelytyypit
- Fyysinen
Mekaaninen kierrätys
Fysikaalisista menetelmistä yleisin on mekaaninen kierrätys.muovimateriaalien murskaamisessa, murskaamisessa ja jauhamisessa kierrätysmateriaalin, polymeerimateriaalin, saamiseksi, jota käytetään myöhemmin muiden muovituotteiden valmistukseen.
Ensimmäisessä vaiheessa jätteet lajitellaan muovityypin, materiaalin kunnon ja saastumisasteen mukaan.Sitten materiaali käy läpi esimurskausvaiheen. Tämän jälkeen muovi lajitellaan uudelleen ja pestäänja kuivataan ja käsitellään sitten lämpöasennuksissa homogeenisen sulan - kierrätyksen - saamiseksi.
Myöhemmin jo sulanut materiaalilähetetään ekstruuderiin välirakeiden tai suoraan toissijaisten tuotteiden muodostamiseksi. Prosessin toteuttamiseksi käytetään murskaimia ja rakeistuslaitoksia.
- Kemikaalien kierrätys
Kemiallista kierrätystä käytetään polymeerimolekyylien käsittelyyn, mikä johtaa uusien rakenteiden muodostumiseen, joita käytetään myöhemmin raaka-aineina uusien tuotteiden valmistuksessa.
Monet suuret kansainväliset yritykset, kuten Adidas, Unilever, P&G, Danone ja Interface, investoivat aktiivisestiSe perustuu polymeerisideaineen depolymerointiin tai kemialliseen tuhoutumiseen.
Prosessin tuloksena valmiskierrätettävät materiaalit, kuten uudet muovit (polymeerit), monomeerit uusien muovien valmistamiseksi, teollisuusbensiini uusien muovien ja kemikaalien valmistamiseksi, peruskemikaalit, kuten metanoli, lentoliikenteen ja autojen kuljetuspolttoaineet, kynttilöiden ja värikyntien vahat ja synteettinen raakaöljy ...
Kemiallisen menetelmän etuna on kyky kierrättää muovia, kun sen erottaminen mekaanista kierrätystä varten on joko taloudellisesti tehotonta tai teknisesti mahdotonta.Useimmiten menetelmää käytetään saastuneen materiaalin kierrättämiseen.
Hydrolyysi ja glykolyysi
Hydrolyysin aikana muovi on vuorovaikutuksessa veden kanssa happamassa, emäksisessä tai neutraalissa ympäristössä. Tämän seurauksena materiaali depolymeroituu ja hajoaa monomeereiksi.
Solvolyysi
Solvolyysi on yleisimmin käytetty kemiallisen kierrätyksen menetelmä, ja se toteutetaan käyttämällä monenlaisia liuottimia, lämpötiloja, paineita ja katalyyttejä, kuten ylikriittistä vettä ja alkoholeja.
Alkalisuolat toimivat katalysaattorina.metallit. Pyrolyysiin verrattuna solvolyysimenetelmä vaatii matalampia lämpötiloja. Prosessi tuottaa talteen otettua kuitua ja kemikaalia, jota voidaan sitten käyttää kaupallisesti.
Metanolyysi
Menetelmä perustuu muovin halkaisuun, kunmetanolin käyttö korkeissa lämpötiloissa olevissa säiliöissä Menetelmässä käytetään katalyyttejä, kuten magnesiumasetaattia, kobolttiasetaattia ja lyijidioksidia.
Termokatalyysi
Venäjällä on kehitetty kierrätysprosessimuovia nestemäisiksi polttoainekomponenteiksi käyttämällä kertaluonteista katalyyttiä, joka perustuu joidenkin metallurgisen teollisuuden lietteeseen. Aluksi muovijäte murskataan ja sitten katalyyttiä lisäämällä se menee reaktoriin, jossa seos kuumennetaan yli 400 °C:seen.
Saatu seoshiilivetyjä syötetään polttamiseen valmiina polttoöljynä, joka voi toimia myös pehmittimena joillekin tienpinnan osille. Myöhemmin tuote voidaan jalostaa bensiinin, dieselin ja polttoöljyn tuottamiseksi.
Menetelmän etu on pienienergiankulutus, ja haittojen joukossa erottuu prosessin ja teknisten laitteiden hallinnan monimutkaisuus, koska prosessi on suoritettava korkeassa paineessa.
- Lämpö
Polymeerien termisen tuhoutumisen mekanismit luokitellaan happipitoisuuden mukaan useaan tyyppiin: pyrolyysi, metanolyysi, kaasutus, palaminen.
Pyrolyysi
Pyrolyysi on yksi tehokkaimmista, muttasamalla kalliita muovin kierrätysmenetelmiä. Pyrolyysimenetelmää käytettäessä jäte käsitellään korkeissa lämpötiloissa erityisesti varustetuissa kammioissa ilman happea. Kemiallisen prosessin seurauksena muodostuu kaasua, lämpöenergiaa ja polttoöljyä.
Jaettaessa muovijätteet pyrolyysillä saadaan bensiinijae, joka voi olla jopa 80% raaka-aineen massasta.
Prosessi sisältää lämpöhajoamisenmuovijätettä eri lämpötiloissa (300–900°C) ilman happea, mikä johtaa lämpöhajoamiseen ja muovin sisältämien vetyhiukkasten vapautumiseen. Muodostuu useita hiilivetyjä, joita voidaan käyttää polttoaineemäksinä.
Pyrolyysi tuhoaa 99% haitallisista yhdisteistäaineet, jotka muodostavat muovin, mikä tekee siitä yhden ympäristöystävällisimmistä vaihtoehdoista kierrätykseen, mutta vaatii paljon energiaa.
Kaasutus
Kun kaasutetaan lajittelemattomasta liastamateriaalit muodostavat synteettistä kaasua, jota voidaan myöhemmin käyttää sekä uusien polymeerien rakentamiseen että lämpö- ja sähköenergian, metanolin, sähkön, rehuproteiinien ja erilaisen biomassan tuottamiseen.
Jätteet käsitellään plasmavirrallalämpötila on 1200 ° C, minkä seurauksena myrkylliset aineet tuhoutuvat eikä tervaa muodostu. Tämän jälkeen roskat muuttuvat tuhkaksi, joka puristetaan usein briketeiksi ja asetetaan rakennusten perustuksiin. Kaasutusmenetelmä on saavuttanut erityisen suosion Japanissa.
Menetelmän tärkein etu on kyky käsitellä muovia lajittelematta. Haittojen joukossa on suuri todennäköisyys haitallisten kaasujen päästöihin ilmakehään.
Kokeelliset menetelmät
- Depolymerointi
Terminen depolymerointi on yksikokeelliset fysikaaliset ja kemialliset menetelmät. Se on rakennettu pyrolyysimenetelmään, jossa käytetään vettä. Termisen depolymeroinnin tuloksena saadaan sekä synteettisten polttoaineiden tuottamiseen soveltuvien hiilivetyjen seos että uudet muovimateriaalit.
Depolymerointiprosessissa monoplastit kutenPET-pullot jaetaan takaisin monomeereiksi, jotka voidaan kierrättää uusiksi PET-materiaaleiksi. Terminen depolymerointi mahdollistaa sekoitettujen muovien prosessoinnin, mutta luo mahdollisesti vaarallisia sivutuotteita.
- Säteily
Säteilymenetelmä perustuukorkean energian säteily polymeerimatriisin tuhoamiseksi, samalla kun täyteaineen fysikaaliset ominaisuudet pysyvät muuttumattomina. Oletetaan, että tulevaisuudessa tämä vielä kokeellinen menetelmä tulee olemaan tärkein menetelmä vahvistetun muovin kierrätykseen.
Prosessin haittojen joukossa ihmisillä ja ympäristöllä on lisääntynyt säteilykuorma. Lisäksi vain ohutkerrosmuovit kierrätetään.
- Hajoaa mikrobien avulla lehmän vatsasta
Itävallan tutkijat ovat havainneet, että lehmän pötsin bakteerit, yksi hänen vatsansa neljästä osasta, voivat hajottaa muovia.
Tutkijat ehdottivat, että tällaiset bakteerit voisivat olla hyödyllisiä, koska lehmien ruokavaliossa on luonnollisia kasvipolyestereitä: ne ovat rakenteeltaan samanlaisia kuin muovi.
Työn kirjoittajat tarkastelivat kolmen tyyppisiä polymeerejä:PET, PBAT ja polyeteenifuranoaatti. Tulokset osoittivat, että mikro-organismit voivat hajottaa kaikki kolme muovia lehmien mahasta, ja muovijauheet hajoavat nopeammin kuin muovikalvo.
- Toukat hajoavat
Muovikontaminaation ongelma voi ollaKoreassa yleisesti levinneiden kovakuoriaisten avulla. Coleoptera-lajien (Plesiophthophthalmus davidis) kuoriaiset toukat voivat hajottaa polystyreeniä. Hyönteisen suolistofloora voi hapettaa ja muuttaa polystyreenikalvon pintaominaisuuksia.
- Uudelleenkäyttö
Polyuretaanivaahdon muodossa
Uuden-Seelannin tutkijat ovat kehittäneet menetelmän biohajoavien muoviveitsien, lusikoiden ja haarukoiden muuntamiseksi vaahtomuoviksi, jota voidaan käyttää seinien eristämiseen tai vaahdotuslaitteissa.
Kokeiluna tutkijat sijoittivat ruokaloitalaitteet erityiseen hiilidioksidilla täytettyyn kammioon. Muuttamalla paineen tasoa tutkijat havaitsivat, kuinka hiilidioksidi laajeni muovin sisällä muodostaen vaahtoa ja myöhemmin tutkijat saivat vaahtoa.
Joka kerta, kun muovi kierrätetäänmenettää voimansa hieman. Mutta vaahdon kannalta tämä ei ole tärkeää: monissa sovelluksissa siitä ei vaadita voimaa. Tätä materiaalia käytetään seinien eristämiseen tai vaahdotuslaitteissa.
Vanilliinina
Skotlantilaiset tutkijat ovat kehittäneet ainutlaatuisen tavan kierrättää muovijätettä. Geneettisesti muunnettujen bakteerien avulla siitä tehtiin vanilliiniaromi.
Kaksi tutkijaa Edinburghin yliopistostaSkotlannissa on geenitekniikan avulla muunnettuja tereftaalihappoa vanilliiniksi. Tosiasia on, että molemmilla aineilla on samanlainen kemiallinen koostumus. Tämän seurauksena bakteerien on vain tehtävä pieniä muutoksia vety- ja happiatomien määrään, jotka liittyvät samaan hiilirunkoon.
Polttoaineiden ja voiteluaineiden muodossa
Yhdysvaltojen tutkijat ovat keksineet tavan muuntaa muovit hyödyllisiksi materiaaleiksi. Niitä voidaan käyttää välittömästi suihkukoneina tai dieselpolttoaineina ja voiteluaineina.
Alan innovaatiokeskuksen tutkijoitaYhdysvaltojen Delaware-yliopiston (CPI) muovi on kehittänyt suoran menetelmän kertakäyttöisten muovipakkausten (pussit, jogurttipakkaukset, muovipullot, pullonkorkit ja muut) muuntamiseksi käytettäväksi suihkuna tai dieselpolttoaineena ja voiteluaineina.
Tutkijat käyttivät uutta katalyyttiä jaainutlaatuinen prosessi vaikeasti prosessoitavien muovien - polyolefiinien - nopeaan tuhoamiseen. Niiden osuus kaikista nykyään tuotetuista muoveista on 60–70%.
Muovien kierrätysongelmat
Muovin kierrätyksen suurin haastejäte johtuu materiaalien keruun ja käsittelyn korkeista kustannuksista - muovit ovat harvoin "puhtaassa" muodossa ja ovat useimmiten yhdistelmä erilaisia polymeerejä.
Yhdessä saapuvan materiaalin saastumisen kanssaTämä tekee lajittelu- ja puhdistusprosessista työvoimavaltaisen ja kalliin. Lisäksi järjestäytyneen jätteenkeräyksen ja -kierrätyksen järjestelmä on käytössä vain rajatussa määrässä maita.
Näin ollen suurinta osaa muovijätteestä ei kierrätetä, vaan se heitetään ympäristöön tai, organisoidummin, poltetaan.
Lue lisää
Ensimmäinen rutto: miten "musta kuolema" syntyi ja kuka aloitti epidemian
Tutkijat ovat selvittäneet, miksi Merkuriuksella on niin suuri ydin
Kuolleen Soyuz-11-miehistön keskustelut on poistettu: mitä he puhuivat ennen kuolemaansa