Hvordan plast brytes ned
Den gjennomsnittlige nedbrytningstiden for plastprodukter laget ved hjelp av forskjellige teknologier er
De største bekymringene er knyttet til det faktum at plast,En gang i bakken brytes de ned i små partikler og kan frigjøre kjemikalier som blir tilsatt dem under produksjonen. Det kan være klor, forskjellige kjemikalier, for eksempel giftige eller kreftfremkallende anti-flammemidler. Disse kjemikaliene kan sive ut i grunnvann eller andre nærliggende kilder, noe som kan skade dem som drikker vannet alvorlig.
I tillegg kan den såkalte biologisk nedbrytbare plasten, når den spaltes, frigjøre metan, som er en veldig kraftig klimagass, noe som gir et betydelig bidrag til global oppvarming.
Når det kommer til deponier, representerer ikke plastpotensielt ingen trussel, siden deponiet er en spesiell ingeniørstruktur som er laget for å beskytte miljøet og menneskers helse og forhindrer forurensning, inkludert jord og grunnvann.
Det meste av skaden er forårsaket av plasten som personen selv kaster ut på utilsiktede steder eller som havner i spontane deponier.
Bedrifter utvikler nå også nye måter å fremskynde nedbrytningsprosessen av plast og kommer opp med nye typer biologisk nedbrytbar plast som brytes ned i løpet av tre til seks måneder.
Slike materialer er ikke laget av petroleumsprodukter,som vanlig, men fra stivelse, fett, mais eller annen biomasse. Men for å øke produksjonen av disse materialene vil det være nødvendig å utvide dyrket mark ved å redusere skog og andre natursoner.
Typer plastbehandling
- Fysisk
Mekanisk gjenvinning
Blant de fysiske metodene, den vanligsteer mekanisk resirkulering. Metoden består i å male, knuse og male plastmaterialer for å få resirkulert - et polymermateriale som senere brukes til fremstilling av andre plastprodukter.
I det første trinnet sorteres avfallet etter typeplast, materialets tilstand og graden av forurensning. Materialet går deretter gjennom et pre-knusningstrinn. Deretter blir plasten sortert på nytt, vasket og tørket, og deretter behandlet i termiske installasjoner for å oppnå en smelte med jevn konsistens - resirkuleres.
Deretter det allerede smeltede materialetsendt til en ekstruder for å danne mellomgranulat eller direkte sekundære produkter. For implementering av prosessen brukes knusere og granuleringsanlegg
- Kjemisk resirkulering
Som et resultat av denne metoden, plastnye materialer dannes. Kjemisk resirkulering brukes til å behandle polymermolekyler, noe som resulterer i dannelsen av nye strukturer, som deretter brukes som råmateriale for produksjon av nye produkter.
Mange store internasjonale selskaper som f.eksAdidas, Unilever, P&G, Danone og Interface investerer aktivt i utviklingen av dette området. Den er basert på prosessen med depolymerisering eller kjemisk ødeleggelse av polymerbindemidlet.
Som et resultat av prosessen, en ferdigresirkulerbare stoffer som ny plast (polymerer), monomerer for fremstilling av ny plast, nafta for fremstilling av ny plast og kjemikalier, grunnleggende kjemikalier som metanol, transportdrivstoff for luftfart og biler, voks for lys og fargestifter og syntetisk råolje ...
Fordelen med den kjemiske metoden ermuligheten til å resirkulere plast når den separeres for mekanisk resirkulering er enten økonomisk ineffektiv eller teknisk umulig. Oftest brukes metoden for å resirkulere forurenset materiale.
Hydrolyse og glykolyse
Under hydrolyse samhandler plast med vann i et surt, alkalisk eller nøytralt miljø. Som et resultat blir materialet avpolymerisert og spaltet til monomerer.
Solvolyse
Solvolyse er den mest brukteved kjemisk resirkulering og realiseres ved bruk av et bredt spekter av løsemidler, temperaturer, trykk og katalysatorer som superkritisk vann og alkoholer.
Alkaliske salter fungerer som en katalysator.metaller. Sammenlignet med pyrolyse krever solvolyseprosessen lavere temperaturer. Prosessen genererer gjenvunnet fiber og et kjemikalie som deretter kan brukes kommersielt.
Metanolyse
Metoden er basert på splitting av plast nårbruk av metanol i tanker med høye temperaturer. Prosessen bruker katalysatorer som magnesiumacetat, koboltacetat og blydioksid.
Termokatalyse
En resirkuleringsprosess er utviklet i Russlandplast til flytende brenselkomponenter ved å bruke en engangskatalysator basert på slam fra enkelte metallurgiske industrier. Til å begynne med knuses plastavfall og går deretter, med tilsetning av en katalysator, inn i en reaktor hvor blandingen varmes opp til over 400 °C.
Den resulterende blandingenhydrokarboner mates til forbrenning som ferdig brensel, som også kan fungere som mykner for noen komponenter på veibanen. Deretter kan produktet behandles for å produsere bensin, diesel og fyringsolje.
Fordelen med metoden er lavenergiforbruk, og blant ulempene skiller kompleksiteten av kontroll av prosessen og teknologisk utstyr ut på grunn av behovet for å utføre prosessen ved høyt trykk.
- Termisk
Mekanismene for termisk ødeleggelse av polymerer er klassifisert etter oksygeninnhold i flere typer: pyrolyse, metanolyse, forgassing, forbrenning.
Pyrolyse
Pyrolyse er en av de mest effektive, mensamtidig kostbare metoder for bearbeiding av plast. Ved bruk av pyrolysemetoden behandles avfall under høye temperaturer i spesialutstyrte kamre uten tilgang til oksygen. Som et resultat av den kjemiske prosessen dannes det gass, termisk energi og fyringsolje.
Ved splitting av plastavfall ved pyrolyse oppnås en bensinfraksjon som kan nå opptil 80% av massen av råstoffet.
Prosessen innebærer termisk dekomponeringplastavfall ved forskjellige temperaturer (300–900°C) i fravær av oksygen, noe som resulterer i termisk dekomponering og frigjøring av hydrogenpartikler i plasten. Det dannes en rekke hydrokarboner som kan brukes som drivstoffbaser.
Pyrolyse ødelegger 99% av skadelige forbindelserstoffer som utgjør plast, noe som gjør det til et av de mest miljøvennlige alternativene for resirkulering av avfall, men krever mye energi.
Forgassing
Ved gassing fra usortert skittmaterialer danner syntetisk gass, som senere kan brukes både til konstruksjon av nye polymerer og til generering av termisk og elektrisk energi, metanol, elektrisitet, fôrproteiner og diverse biomasser.
Avfall behandles ved en plasmastrøm kltemperatur på 1200 ° C, på grunn av hvilken giftige stoffer ødelegges og tjære ikke dannes. Deretter blir søppelet til aske, som ofte presses til briketter og legges i grunnlaget for bygninger. Forgassingsmetoden har fått særlig popularitet i Japan.
Den største fordelen med metoden er muligheten til å behandle plast uten sortering. Blant ulempene er det stor sannsynlighet for utslipp av skadelige gasser til atmosfæren.
Eksperimentelle metoder
- Depolymerisering
Termisk depolymerisering er en aveksperimentelle fysiske og kjemiske metoder. Den er bygget på en pyrolyseprosess med vann. Som et resultat av termisk depolymerisering oppnås både en blanding av hydrokarboner egnet for fremstilling av syntetisk brensel og nye plastmaterialer.
I prosessen med depolymerisering liker monoplastPET -flasker deles tilbake i monomerer, som kan resirkuleres til nye PET -materialer. Termisk depolymerisering tillater blanding av blandet plast, men skaper potensielt farlige biprodukter.
- Stråling
Strålingsmetoden er basert på bruk avhøyenergistråling for å ødelegge polymermatrisen, mens de fysiske egenskapene til fyllstoffet forblir uendret. Det antas at denne fremdeles eksperimentelle metoden i fremtiden vil utgjøre hovedmetoden for resirkulering av forsterket plast.
Blant ulempene med prosessen er det en økt strålingsbelastning på mennesker og miljø. Dessuten blir kun tynnlags plast resirkulert.
- Nedbrytning av mikrober fra magen til kyr
Forskere i Østerrike har funnet ut at bakterier fra en ku -rumen, en av de fire seksjonene i magen hennes, kan bryte ned plast.
Forskere antydet at slike bakterier kan være fordelaktige fordi kyr har naturlige plantepolyestere i kosten: de er strukturelignende som plast.
Forfatterne av arbeidet vurderte tre typer polymerer:PET, PBAT og polyetylenfuranoat. Resultatene viste at alle tre plastene kan brytes ned av mikroorganismer fra magen til kyr, med plastpulver som brytes ned raskere enn plastfilm.
- Nedbrytning av larver
Problemet med plastforurensning kan væreløst ved hjelp av biller som er utbredt i Korea. Billelarver fra rekkefølgen Coleoptera (Plesiophthophthalmus davidis) kan bryte ned polystyren. Tarmfloraen til insektet kan oksidere og endre overflateegenskapene til polystyrenfilmen.
- Gjenbruk
I form av polyuretanskum
New Zealand -forskere har utviklet en metode for å konvertere bionedbrytbare plastkniver, skjeer og gafler til skum som kan brukes som veggisolering eller i flotasjonsenheter.
Som et eksperiment plasserte forskere kantinerenheter i et spesialkammer fylt med karbondioksid. Ved å endre trykknivået observerte forskerne hvordan karbondioksid ekspanderte inne i plasten, og skapte skum, og senere fikk forskere skummet.
Hver gang plast blir resirkulertmister styrken litt. Men for skum er dette ikke viktig: i mange applikasjoner kreves det ikke styrke fra det. Dette materialet brukes som veggisolering eller i flotasjonsenheter.
Som vanillin
Skotske forskere har utviklet en unik måte å resirkulere plastavfall på. Ved hjelp av genmodifiserte bakterier ble det omgjort til vanillinsmak.
To forskere fra University of Edinburgh iSkottland har genetisk konstruerte bakterier for å konvertere tereftalsyre til vanillin. Faktum er at begge stoffene har en lignende kjemisk sammensetning. Som et resultat trenger bakterier bare å gjøre mindre endringer i antall hydrogen- og oksygenatomer forbundet med det samme karbonskjelettet.
I form av drivstoff og smøremidler
Forskere i USA har funnet på en måte å konvertere plast til nyttige materialer. De kan brukes umiddelbart som jet- eller dieseldrivstoff og smøremidler.
Forskere fra Center for Innovation i feltetPlast ved University of Delaware (CPI) i USA har utviklet en direkte metode for konvertering av engangsplastemballasje (poser, yoghurtemballasje, plastflasker, flaskehetter og annet) for bruk som jet- eller dieselolje og smøremidler.
Forskere brukte en ny katalysator ogen unik prosess for rask ødeleggelse av vanskelig å behandle plast-polyolefiner. De står for 60–70% av all plast som produseres i dag.
Problemer med resirkulering av plast
Den største utfordringen innen resirkulering av plastavfall ligger i de høye kostnadene ved innsamling og bearbeiding av materialer - plast presenteres sjelden i "ren" form og er oftest en kombinasjon av ulike typer polymerer.
Sammen med forurensning av det innkommende materialetdette gjør sorterings- og rengjøringsprosessen arbeidskrevende og kostbar. Dessuten er systemet med organisert avfallsinnsamling og gjenvinning implementert bare i et begrenset antall land.
Det meste av plastavfallet blir derfor ikke resirkulert og kastet ut i miljøet eller, i en mer organisert tilnærming, forbrennes.
Les mer
Den første pesten: hvordan oppsto den "svarte døden" og hvem som startet epidemien
Forskere har bestemt hvorfor Merkur har en så stor kjerne
Samtalene til det avdøde mannskapet fra Soyuz-11 er avklassifisert: det de snakket om før deres død