Como o plástico se decompõe
O tempo médio de decomposição de produtos plásticos criados com diferentes tecnologias é
As principais preocupações estão relacionadas ao fato de que os plásticos,Uma vez no solo, eles se decompõem em pequenas partículas e podem liberar no meio ambiente produtos químicos adicionados a eles durante a produção. Pode ser cloro, vários produtos químicos, por exemplo, agentes antichama tóxicos ou cancerígenos. Esses produtos químicos podem vazar para as águas subterrâneas ou outras fontes próximas, o que pode causar sérios danos a quem bebe a água.
Além disso, o chamado plástico biodegradável, ao se decompor, pode liberar metano, um gás de efeito estufa muito poderoso, que contribui significativamente para o aquecimento global.
Ao atingir aterros, o plástico não representapotencialmente sem ameaça, uma vez que o aterro é uma estrutura especial de engenharia criada para proteger o meio ambiente e a saúde humana e prevenir a poluição, incluindo solo e lençóis freáticos.
A maior parte dos danos é causada pelo próprio plástico que a própria pessoa joga fora em locais não destinados a isso ou que acaba em aterros espontâneos.
As empresas também estão agora a desenvolver novas formas de acelerar o processo de decomposição do plástico e a criar novos tipos de plásticos biodegradáveis que se decompõem em três a seis meses.
Esses materiais não são feitos de produtos de petróleo,como de costume, mas de amido, gorduras, milho ou outra biomassa. Mas para aumentar a produção desses materiais, será necessário expandir as terras cultivadas com a redução de florestas e outras zonas naturais.
Tipos de processamento de plástico
- Fisica
Reciclagem mecânica
Entre os métodos físicos, o mais comumé a reciclagem mecânica. O método consiste em moer, triturar e triturar materiais plásticos para obter o reciclado - material polimérico posteriormente utilizado na fabricação de outros produtos plásticos.
Na primeira fase, os resíduos são separados por tipoplástico, o estado do material e o grau de contaminação. O material passa então por uma etapa de pré-trituração. Posteriormente, o plástico é reclassificado, lavado e seco, e depois processado em instalações térmicas para obter um fundido de consistência uniforme - reciclado.
Posteriormente, o material já derretidosão enviados para uma extrusora para formar grânulos intermediários ou produtos diretamente secundários. Para a implantação do processo, são utilizadas trituradoras e usinas de granulação.
- Reciclagem Química
Como resultado deste método, os plásticosnovos materiais são formados. A reciclagem química é utilizada para processar moléculas de polímeros, resultando na formação de novas estruturas, que posteriormente são utilizadas como matéria-prima para a produção de novos produtos.
Muitas grandes empresas internacionais, comoAdidas, Unilever, P&G, Danone e Interface estão investindo ativamente no desenvolvimento desta área. Baseia-se no processo de despolimerização ou destruição química do ligante polimérico.
Como resultado do processo, um produto prontomateriais recicláveis, como novos plásticos (polímeros), monômeros para fazer novos plásticos, nafta para fazer novos plásticos e produtos químicos, produtos químicos básicos como metanol, combustíveis de transporte para aviação e automóveis, ceras para velas e giz de cera e óleo cru sintético ...
A vantagem do método químico éa capacidade de reciclar o plástico ao separá-lo para reciclagem mecânica é economicamente ineficaz ou tecnicamente impossível. Na maioria das vezes, o método é usado para reciclar material contaminado.
Hidrólise e glicólise
Durante a hidrólise, o plástico interage com a água em um ambiente ácido, alcalino ou neutro. Como resultado, o material é despolimerizado e decomposto em monômeros.
Solvólise
Solvólise é o método mais utilizadopor reciclagem química e é realizado usando uma ampla gama de solventes, temperaturas, pressões e catalisadores, como água supercrítica e álcoois.
Os sais alcalinos atuam como um catalisador.metais. Em comparação com a pirólise, o processo de solvólise requer temperaturas mais baixas. O processo gera fibra recuperada e um produto químico que pode ser usado comercialmente.
Metanólise
O método é baseado na divisão do plástico quandousando metanol em tanques com altas temperaturas. O processo usa catalisadores como acetato de magnésio, acetato de cobalto e dióxido de chumbo.
Termocatálise
Um processo de reciclagem foi desenvolvido na Rússiaplástico em componentes de combustível líquido usando um catalisador único baseado em lodo de algumas indústrias metalúrgicas. Inicialmente, os resíduos plásticos são triturados e depois, com a adição de um catalisador, entram em um reator onde a mistura é aquecida a mais de 400°C.
A mistura resultanteos hidrocarbonetos são alimentados para combustão como um óleo combustível acabado, que também pode funcionar como plastificante para alguns componentes da superfície da estrada. Posteriormente, o produto pode ser processado para produzir gasolina, óleo diesel e óleo combustível.
A vantagem do método é baixaconsumo de energia, e entre as desvantagens destaca-se a complexidade de controle do processo e equipamentos tecnológicos devido à necessidade de conduzir o processo em alta pressão.
- Térmico
Os mecanismos de destruição térmica dos polímeros são classificados pelo teor de oxigênio em vários tipos: pirólise, metanólise, gaseificação, combustão.
Pirólise
A pirólise é uma das mais eficazes, masao mesmo tempo, métodos caros de processamento de plástico. Ao utilizar o método de pirólise, os resíduos são processados sob altas temperaturas em câmaras especialmente equipadas, sem acesso a oxigênio. Como resultado do processo químico, formam-se gás, energia térmica e óleo combustível.
Na divisão do resíduo plástico por pirólise, obtém-se uma fração da gasolina, que pode atingir até 80% da massa da matéria-prima.
O processo envolve decomposição térmicaresíduos de plástico a várias temperaturas (300-900° C) na ausência de oxigénio, resultando na decomposição térmica e na libertação de partículas de hidrogénio contidas no plástico. São formados vários hidrocarbonetos que podem ser usados como bases combustíveis.
A pirólise destrói 99% do composto prejudicialsubstâncias que compõem o plástico, o que o torna uma das opções de reciclagem mais ecologicamente corretas, mas requer muita energia.
Gaseificação
Ao gaseificar de sujeira não selecionadaos materiais formam gás sintético, que pode posteriormente ser utilizado tanto para a construção de novos polímeros quanto para a geração de energia térmica e elétrica, metanol, eletricidade, proteínas alimentares e biomassas diversas.
Os resíduos são tratados com um fluxo de plasma emtemperatura de 1200 ° C, devido à qual as substâncias tóxicas são destruídas e o alcatrão não é formado. Posteriormente, o lixo se transforma em cinzas, que muitas vezes são transformadas em briquetes e colocadas nas fundações dos edifícios. O método de gaseificação ganhou popularidade especial no Japão.
A principal vantagem do método é a capacidade de processar plástico sem classificação. Entre as desvantagens, existe uma grande probabilidade de emissão de gases nocivos para a atmosfera.
Métodos experimentais
- Despolimerização
A despolimerização térmica é uma dasmétodos experimentais físicos e químicos. Ele é construído em um processo de pirólise usando água. Como resultado da despolimerização térmica, tanto uma mistura de hidrocarbonetos adequada para a criação de combustíveis sintéticos quanto novos materiais plásticos são obtidos.
No processo de despolimerização, os monoplásticos gostamAs garrafas PET são divididas novamente em monômeros, que podem ser reciclados em novos materiais PET. A despolimerização térmica permite que plásticos misturados sejam processados, mas cria subprodutos potencialmente perigosos.
- Radiação
O método de radiação é baseado no uso deradiação de alta energia para destruir a matriz polimérica, enquanto as características físicas do enchimento permanecem inalteradas. Supõe-se que, no futuro, este método ainda experimental se apresentará como o principal método de reciclagem do plástico reforçado.
Entre as desvantagens do processo, está o aumento da carga de radiação sobre o homem e o meio ambiente. Além disso, apenas plásticos de camada fina são reciclados.
- Decomposição por micróbios do estômago de vacas
Pesquisadores na Áustria descobriram que bactérias do rúmen de uma vaca, uma das quatro seções de seu estômago, podem quebrar o plástico.
Os cientistas sugeriram que essas bactérias poderiam ser benéficas porque as vacas têm poliésteres vegetais naturais em suas dietas: eles são semelhantes em estrutura ao plástico.
Os autores do trabalho consideraram três tipos de polímeros:PET, PBAT e furanoato de polietileno. Os resultados mostraram que todos os três plásticos podem ser decompostos por microorganismos do estômago das vacas, com os pós plásticos se decompondo mais rapidamente do que o filme plástico.
- Decomposição de larvas
O problema da contaminação do plástico pode serresolvido com a ajuda de besouros amplamente difundidos na Coréia. Larvas de besouro da ordem Coleoptera (Plesiophthophthalmus davidis) podem decompor o poliestireno. A flora intestinal do inseto pode oxidar e alterar as propriedades da superfície do filme de poliestireno.
- Reuso
Na forma de espuma de poliuretano
Cientistas da Nova Zelândia desenvolveram um método para converter facas, colheres e garfos de plástico biodegradáveis em espuma que pode ser usada como isolamento de parede ou em dispositivos de flutuação.
Como um experimento, os cientistas colocaram cantisdispositivos em uma câmara especial cheia de dióxido de carbono. Ao alterar o nível de pressão, os pesquisadores observaram como o dióxido de carbono se expandiu dentro do plástico, criando espuma, e mais tarde os cientistas receberam espuma.
Cada vez que o plástico é recicladoperde um pouco a força. Mas, para a espuma, isso não é importante: em muitas aplicações, a resistência não é exigida dela. Este material é usado como isolamento de paredes ou em dispositivos de flutuação.
Como vanilina
Cientistas escoceses desenvolveram uma forma única de reciclar resíduos plásticos. Com a ajuda de bactérias geneticamente modificadas, foi transformado em aromatizante de vanilina.
Dois pesquisadores da Universidade de Edimburgo emA Escócia tem bactérias geneticamente modificadas para converter ácido tereftálico em vanilina. O fato é que ambas as substâncias possuem uma composição química semelhante. Como resultado, as bactérias só precisam fazer pequenas alterações no número de átomos de hidrogênio e oxigênio associados ao mesmo esqueleto de carbono.
Na forma de combustíveis e lubrificantes
Cientistas dos Estados Unidos descobriram uma maneira de converter plásticos em materiais úteis. Eles podem ser usados imediatamente como combustível para jato ou diesel e lubrificantes.
Pesquisadores do Centro de Inovação na áreaA Plastic na University of Delaware (CPI) nos Estados Unidos desenvolveu um método direto para converter embalagens de plástico de uso único (sacolas, embalagens de iogurte, garrafas plásticas, tampas de garrafas e outros) para uso como combustível para jato ou diesel e lubrificantes.
Os pesquisadores usaram um novo catalisador eum processo único para a destruição rápida de plásticos difíceis de processar - poliolefinas. Eles representam 60-70% de todos os plásticos produzidos hoje.
Problemas de reciclagem de plástico
O maior desafio na reciclagem de plásticoo desperdício reside no alto custo de coleta e processamento de materiais - os plásticos raramente são apresentados na forma “pura” e são, na maioria das vezes, uma combinação de diferentes tipos de polímeros.
Juntamente com a contaminação do material recebidoisso torna o processo de classificação e limpeza trabalhoso e caro. Além disso, o sistema de recolha e reciclagem organizada de resíduos é implementado apenas num número limitado de países.
Assim, a maior parte dos resíduos plásticos não é reciclada e é lançada no meio ambiente ou, numa abordagem mais organizada, incinerada.
Consulte Mais informação
A primeira praga: como se originou a "morte negra" e quem deu início à epidemia
Os cientistas determinaram por que Mercúrio tem um núcleo tão grande
As conversas da falecida tripulação da Soyuz-11 foram desclassificadas: sobre o que conversaram antes de morrer