Hur plast sönderdelas
Genomsnittlig nedbrytningstid för plastprodukter som skapats med hjälp av olika tekniker.
De viktigaste bekymmerna är relaterade till det faktum att plast,Väl i marken bryts de ner i små partiklar och kan släppa ut kemikalier som tillsätts dem under produktionen. Det kan vara klor, olika kemikalier, till exempel giftiga eller cancerframkallande anti-flammor. Dessa kemikalier kan sippra ut i grundvatten eller andra närliggande källor, vilket kan orsaka allvarlig skada för dem som dricker vattnet.
Dessutom kan den så kallade biologiskt nedbrytbara plasten, när den sönderdelas, frigöra metan, som är en mycket kraftfull växthusgas, vilket ger ett betydande bidrag till den globala uppvärmningen.
När det kommer till deponier representerar inte plastpotentiellt inget hot, eftersom deponin är en speciell teknisk struktur som skapas för att skydda miljön och människors hälsa och förhindrar föroreningar, inklusive mark och grundvatten.
Det mesta av skadan orsakas av själva plasten som personen själv kastar ut på oavsiktliga platser eller som hamnar på spontana deponier.
Företagen utvecklar också nya sätt att påskynda nedbrytningsprocessen av plast och ta framNya typer av biologiskt nedbrytbara plaster som bryts ner på tre till sex månader.
Sådana material är inte tillverkade av petroleumprodukter,som vanligt, men från stärkelse, fett, majs eller annan biomassa. Men för att öka produktionen av dessa material kommer det att bli nödvändigt att utvidga den odlade marken genom att minska skogar och andra naturzoner.
Typer av plastbearbetning
- Fysisk
Mekanisk återvinning
Bland de fysikaliska metoderna är den vanligaste mekanisk återvinning.vid fragmentering, krossning och malning av plastmaterial för att erhålla återvinning, ett polymert material som sedan används för att tillverka andra plastprodukter.
I det första steget sorteras avfallet efter typ av plast, materialets skick och graden av förorening.Därefter går materialet igenom förkrossningsstadiet. Därefter sorteras plasten om och tvättasoch torkas och bearbetas sedan i termiska installationer för att erhålla en smälta med en homogen konsistens – återvunnet.
Därefter det redan smälta materialetskickas till en extruder för att bilda mellanliggande granuler eller direkt sekundära produkter. För genomförandet av processen används krossar och granuleringsanläggningar.
- Kemisk återvinning
Kemisk återvinning används för att bearbeta polymermolekyler, vilket resulterar i bildandet av nya strukturer, som sedan används som råmaterial för produktion av nya produkter.
Många stora internationella företag, som Adidas, Unilever, P&G, Danone och Interface, investerar aktivtDen är baserad på processen för depolymerisation eller kemisk förstörelse av polymerbindemedlet.
Som ett resultat av processen, en färdigåtervinningsbara material som ny plast (polymerer), monomerer för tillverkning av ny plast, nafta för tillverkning av ny plast och kemikalier, grundläggande kemikalier som metanol, transportbränslen för flyg och bilar, vax för ljus och kritor och syntetisk råolja ...
Fördelen med den kemiska metoden är att det är ekonomiskt ineffektivt eller tekniskt omöjligt att separera plast för mekanisk återvinning.Oftast används metoden för att återvinna förorenat material.
Hydrolys och glykolys
Under hydrolys reagerar plast med vatten i en sur, alkalisk eller neutral miljö. Som ett resultat avpolymeriseras materialet och sönderdelas i monomerer.
Solvolys
Solvolys är den vanligaste metoden för kemisk återvinning och implementeras med hjälp av ett brett spektrum av lösningsmedel, temperaturer, tryck och katalysatorer såsom superkritiskt vatten och alkoholer.
Alkaliska salter fungerar som en katalysator.metaller. Jämfört med pyrolys kräver solvolysprocessen lägre temperaturer. Processen genererar återvunnen fiber och en kemikalie som sedan kan användas kommersiellt.
Metanolys
Metoden är baserad på klyvning av plast närmed metanol i tankar med höga temperaturer. Processen använder katalysatorer såsom magnesiumacetat, koboltacetat och blydioxid.
Termokatalys
En återvinningsprocess har utvecklats i Rysslandplast till flytande bränslekomponenter med hjälp av en engångskatalysator baserad på slam från vissa metallurgiska industrier. Inledningsvis krossas plastavfall och kommer sedan, med tillsats av en katalysator, in i en reaktor där blandningen värms upp till över 400 °C.
Den resulterande blandningenkolväten matas för förbränning som en färdig eldningsolja, som också kan fungera som mjukgörare för vissa delar av vägytan. Därefter kan produkten bearbetas för att producera bensin, diesel och eldningsolja.
Fördelen med metoden är lågenergiförbrukning, och bland nackdelarna utmärker sig komplexiteten i kontroll av processen och teknisk utrustning på grund av behovet av att genomföra processen under högt tryck.
- Termisk
Mekanismerna för termisk destruktion av polymerer klassificeras genom syreinnehåll i flera typer: pyrolys, metanolys, förgasning, förbränning.
Pyrolys
Pyrolys är en av de mest effektiva, mensamtidigt dyra metoder för att bearbeta plast. Vid användning av pyrolysmetoden behandlas avfall under höga temperaturer i specialutrustade kammare utan tillgång till syre. Som ett resultat av den kemiska processen bildas gas, värmeenergi och eldningsolja.
Vid klyvning av plastavfall genom pyrolys erhålls en bensinfraktion som kan nå upp till 80% av råmassans massa.
Processen involverar termisk nedbrytningplastavfall vid olika temperaturer (300–900°C) i frånvaro av syre, vilket resulterar i termisk nedbrytning och frigörande av vätepartiklar som finns i plasten. Det bildas ett antal kolväten som kan användas som bränslebaser.
Pyrolys förstör 99% av det skadliga komplexetämnen som utgör plast, vilket gör det till ett av de mest miljövänliga alternativen för återvinning, men kräver mycket energi.
Förgasning
Vid förgasning från osorterad smutsmaterial bildar syntetisk gas, som sedan kan användas både för konstruktion av nya polymerer och för generering av termisk och elektrisk energi, metanol, el, foderproteiner och olika biomassa.
Avfall bearbetas med ett plasmaflöde vidtemperatur på 1200 ° C, på grund av vilket giftiga ämnen förstörs och tjära inte bildas. Därefter förvandlas soporna till aska, som ofta pressas till briketter och läggs i grunden för byggnader. Förgasningsmetoden har blivit särskilt populär i Japan.
Den största fördelen med metoden är förmågan att bearbeta plast utan sortering. Bland nackdelarna är det stor sannolikhet för utsläpp av skadliga gaser i atmosfären.
Experimentella metoder
- Depolymerisering
Termisk depolymerisering är en av deexperimentella fysikaliska och kemiska metoder. Den är byggd på en pyrolysprocess med vatten. Som ett resultat av termisk depolymerisation erhålls både en blandning av kolväten som är lämpliga för framställning av syntetiska bränslen och nya plastmaterial.
I processen för depolymerisering, monoplastics somPET-flaskor delas tillbaka i monomerer som kan återvinnas till nya PET-material. Termisk depolymerisering gör att blandad plast kan bearbetas men skapar potentiellt farliga biprodukter.
- Strålning
Strålningsmetoden bygger på användningen avhögenergistrålning för att förstöra polymermatrisen, medan fyllmedlets fysiska egenskaper förblir oförändrade. Det antas att denna fortfarande experimentella metod i framtiden kommer att utgöra den viktigaste metoden för återvinning av förstärkt plast.
Bland nackdelarna med processen finns en ökad strålningsbelastning på människor och miljön. Dessutom återvinns endast tunnskiktsplast.
- Nedbrytning av mikrober från kor i magen
Forskare i Österrike har funnit att bakterier från koens vommen, en av de fyra delarna av magen, kan bryta ner plast.
Forskare föreslog att sådana bakterier kan vara fördelaktiga eftersom kor har naturliga växtpolyestrar i sin diet: de liknar strukturen plast.
Författarna till arbetet övervägde tre typer av polymerer:PET, PBAT och polyetylenfuranoat. Resultaten visade att alla tre plasterna kan brytas ned av mikroorganismer från kors magar, med plastpulver som bryts ner snabbare än plastfilm.
- Larver sönderdelning
Problemet med plastföroreningar kan varalöst med hjälp av skalbaggar som är utbredda i Korea. Beetle larver från ordningen Coleoptera (Plesiophthophthalmus davidis) kan sönderdela polystyren. Insektens tarmflora kan oxidera och förändra polystyrenfilmens ytegenskaper.
- Återanvänd
I form av polyuretanskum
Nya Zeelands forskare har utvecklat en metod för att omvandla biologiskt nedbrytbara plastknivar, skedar och gafflar till skum som kan användas som väggisolering eller i flotationsanordningar.
Som ett experiment placerade forskare matsalarenheter i en speciell kammare fylld med koldioxid. Genom att ändra trycknivån observerade forskarna hur koldioxid expanderade inuti plasten och skapade skum, och senare fick forskare skum.
Varje gång plast återvinnstappar sin styrka lite. Men för skum är detta inte viktigt: i många applikationer krävs inte styrka från det. Detta material används som väggisolering eller i flotationsanordningar.
Som vanillin
Skotska forskare har utvecklat ett unikt sätt att återvinna plastavfall. Med hjälp av genetiskt modifierade bakterier förvandlades det till vanillinsmak.
Två forskare från University of Edinburgh iSkottland har genetiskt modifierade bakterier för att omvandla tereftalsyra till vanillin. Faktum är att båda ämnena har en liknande kemisk sammansättning. Som ett resultat behöver bakterier endast göra mindre förändringar i antalet väteatomer och syreatomer associerade med samma kolskelett.
I form av bränslen och smörjmedel
Forskare i USA har kommit på ett sätt att omvandla plast till användbara material. De kan användas omedelbart som jet- eller dieselbränsle och smörjmedel.
Forskare från Center for Innovation inom områdetPlast vid University of Delaware (CPI) i USA har utvecklat en direkt metod för konvertering av engångsförpackningar av plast (påsar, yoghurtförpackningar, plastflaskor, flasklock och andra) för användning som jet- eller dieselbränsle och smörjmedel.
Forskare använde en ny katalysator ochen unik process för snabb förstöring av svårbehandlade plaster - polyolefiner. De står för 60–70% av all plast som produceras idag.
Problem med återvinning av plast
Den största utmaningen inom återvinning av plastavfall ligger i de höga kostnaderna för att samla in och bearbeta material - plast presenteras sällan i "ren" form och är oftast en kombination av olika typer av polymerer.
Tillsammans med kontaminering av det inkommande materialetdetta gör sorterings- och rengöringsprocessen arbetskrävande och kostsam. Dessutom implementeras systemet med organiserad avfallsinsamling och återvinning endast i ett begränsat antal länder.
Det mesta plastavfallet återvinns alltså inte utan slängs ut i miljön eller, i ett mer organiserat tillvägagångssätt, förbränns.
Läs mer
Den första pesten: hur uppstod den "svarta döden" och vem som startade epidemin
Forskare har bestämt varför Merkurius har en så stor kärna
Konversationerna med det avlidna Soyuz-11-besättningen har avklassificerats: vad de pratade om innan deras död