Կենսաքայքայվող պլաստմասսաները կարող են լինել կենսաբանական կամ հանածո վառելիքի հիմքով: Վերջին տարիներին պլաստմասսաների նոր տեսակներ են արտադրվել՝ լուծելու պլաստիկի աղտոտման խնդիրը՝ փորձելով կրճատել դրանք քայքայելու համար անհրաժեշտ ժամանակը, հատկապես բնական պայմաններում: Այնուամենայնիվ, ոչ բոլոր ներկայիս կենսաքայքայվող պլաստիկներն են հասել այս նպատակին։
Կենսաքայքայվող պլաստմասսաների սահմանում
Կենսաքայքայվող պլաստմասսաները այն են, որոնք կարող են քայքայվել մանրէաբանական գործողությամբ՝ ողջամիտ ժամանակահատվածում բնական վերջնական արտադրանք ստանալու համար, ինչպիսիք են ջուրը և ածխաթթու գազը:Ամբողջովին քայքայվելու համար անհրաժեշտ ժամանակը կախված է նյութից, շրջակա միջավայրի պայմաններից, ինչպիսիք են ջերմաստիճանը և խոնավությունը, և տարրալուծման վայրը՝ ըստ Կենսաքայքայվող արտադրանքների ինստիտուտի (BPI, էջ 2)::
Կոմպոստացվող պլաստմասսաներն այն պլաստմասսաներն են, որոնք արագորեն կենսաքայքայվում են և վերածվում հումուսի, որը չի աղտոտվում մետաղներով: Ոչ բոլոր կենսաքայքայվող պլաստիկներն են կոմպոստացվող. միայն մի քանիսն են։
Նյութերը պետք է համապատասխանեն ASTM բնութագրերին D6400 կամ D6868, որպեսզի կոչվեն բիոքայքայվող և կոմպոստացվող ցամաքում, և համապատասխանեն ASTM D7081 բնութագրերին ծովային միջավայրերի համար: ASTM-ը արտադրանքի ստանդարտների համաշխարհային խումբ է:
Կենսաբազային պոլիստեր պլաստիկներ, որոնք կենսաքայքայվում են
Պլաստիկները, որոնք ստացվում են բույսերից, կոչվում են կենսահիմք ունեցող պլաստմասսա։ Սրանցից ոչ բոլորն են կենսաքայքայվող. Օրինակ, կան կենսաբազմազան PET շշեր, որոնք պատրաստված են դիմացկուն լինելու համար:Կենսաքանդվող պլաստմասսաները պատրաստված են երկու նյութից՝ կենսազանգվածից և բույսերից ստացված պոլիստերներից: Գոյություն ունեն կենսաբազմազան պոլիստերների երկու տեսակ՝ պոլիլակտիդ թթու (PLA) և պոլիհիդրօքսիալկանոատ (PHA):
Պոլիհիդրօքսիալկանոատ (PHA)
PHA-ն արտադրվում է բնական ճանապարհով բակտերիաների և գենետիկորեն ձևափոխված օրգանիզմների (ԳՁՕ) բույսերի կողմից, սակայն կան պլաններ փորձարկել արտադրությունը սննդի թափոններից: Պոլիհիդրօքսիբուտիրատը կամ PHB-ն նաև PHA-ի մի տեսակ է, որը լայնորեն կիրառվում է: PHA-ների պատրաստումը թանկ է, քանի որ բակտերիայից կարող են արտադրվել միայն սահմանափակ քանակությամբ:
- Օգտագործում․ Արդյունաբերության և կրթության համագործակցության կենտրոնի (CIEC զեկույց) զեկույցի համաձայն: Այն կարող է փոխարինել ներկայումս օգտագործվող հանածո վառելիքի վրա հիմնված հիմնական պլաստիկ տեսակների մեծ մասին, ինչպիսիք են PE, PS, PVC և PET-ը, նշում է Bio Based Press-ը:
- PHA-խառնված օսլա/ցելյուլոզային պլաստմասսա: Որոշ պլաստմասսե իրեր ամբողջությամբ պատրաստված են PHA-ից, ինչպես ջրի շշերի դեպքում նշումներ Bio Based Press: Այնուամենայնիվ, քանի որ PHA-ի արտադրությունը թանկ է, այն նաև խառնվում է օսլայի և ցելյուլոզայի հետ՝ այն ավելի խնայող դարձնելու համար: Սա հավելյալ առավելություն ունի՝ բարելավելով տարրալուծման արագությունը՝ համաձայն Dartmouth բակալավրիատի գիտական ամսագրի (DUJS)::
- Կենսաքայքայում: Այն կարող է լիովին կոմպոստացվել այն միջավայրերում, որոնք հարուստ են մանրէներով և սնկերով, հատկապես հողով: Այս մանրէները ֆերմենտների օգնությամբ քայքայում են PHA-ն։ Քայքայման համար անհրաժեշտ ժամանակը կախված է շրջակա միջավայրում մանրէների կոնցենտրացիայից:
- PHA-ի բակերում քայքայվելու համար պահանջվում է երկու ամիս, ըստ Bio Based Press-ի։
- Քայքայման արագությունը շատ ավելի դանդաղ է ծովային ջրերում, որտեղ 50%-ից պակասը քայքայվում է վեց ամիս հետո, ավելացնում է CalRecycle-ը (էջ 6): PHA-ն անցել է ASTM D7081 թեստը՝ ցույց տալով 30% տարրալուծում վեց ամսում (էջ 7):
Պոլիլակտիդ Թթու (PLA)
DUJS-ը բացատրում է, որ PLA-ն ջերմապլաստիկ է, որը ստացվում է բակտերիաների կողմից խմորման միջոցով: PLA-ն իրականում կաթնաթթվի բազմաթիվ մոլեկուլների երկար շղթա է: Քանի որ կան բազմաթիվ էժան միջոցներ կաթնաթթու արտադրելու համար, դրանք պետք է միայն պոլիմերացվեն կամ միացվեն: Հետևաբար, PLA-ն ավելի քիչ թանկ է, քան PHA-ն: Այնուամենայնիվ, PLA-ն փխրուն է, և դրա կիրառումը ավելի սահմանափակ է, քան PHA-ն: Արտադրողները լուծում են այս խնդիրը՝ ներառելով հավելումներ կամ պոլիմերներ։
- Օգտագործում՝ Այն պատրաստվում է մթերային տոպրակների, սննդի փաթեթավորման, շշերի, բաժակների և ափսեների մեջ: Քանի որ այն լավ է քայքայվում թթուների առկայության դեպքում, այն օգտագործվում է որոշ բժշկական ծրագրերում, ինչպիսիք են բժշկական կարերը և թիթեղները, որտեղ այն լուծարվում է 90 օր հետո, նշվում է CIEC զեկույցում: Այն նաև օգտագործվում է առարկաների 3D տպագրության մեջ։
- PLA և պոլիմերային խառնուրդներ. PHA-ն կարող է նաև խառնվել վերականգնվող աղբյուրներից ստացված պոլիմերների հետ՝ բարելավելու իր որակը՝ ըստ DUJS-ի:
- Biodegradation: PLA-ն չի կարող հեշտությամբ կոմպոստացվել բակում, քանի որ ջերմաստիճանը և ջրի անհրաժեշտ մակարդակն այս միջավայրում հասանելի չեն:
- PLA-ն հողում քայքայվելու համար կարող է տևել վեց-12 ամիս:
- PLA-ն երեք-վեց ամիս է պահանջում առևտրային օբյեկտներում դեգրադացիայի համար, նշում է World Centric-ը:
- Երբ տարրալուծումը տեղի է ունենում թթվածնի առկայության դեպքում, վերջնական արտադրանքը ածխաթթու գազն է և ջուրը։
- Եթե PLA-ի քայքայումը տեղի է ունենում աղբավայրերում առանց թթվածնի, այն արտադրում է մեթան գազ, որը 20 անգամ ավելի վնասակար է շրջակա միջավայրի համար, քան ածխածնի երկօքսիդը ցույց է տալիս Ամերիկյան քիմիական ընկերության թողարկումից (էջ 2)::
- PLA-ն չի անցել ASTM D7081 թեստը, քանի որ միայն 3%-ը քայքայվել է ծովային ջրերում վեց ամիս հետո՝ ըստ CalRecycle-ի (էջ 7):
Քանի որ PLA-ն արագ չի քայքայվում հողում կամ ծովի ջրում, սա կարող է խնդիր դառնալ աղբով լցված վիճակում:
Կենսազանգվածի վրա հիմնված կենսաքայքայվող պլաստիկա
Կենսազանգվածի վրա հիմնված պլաստմասսաները պատրաստված են օսլայից և ցելյուլոզից, որոնք ստացվում են մշակաբույսերի մնացորդներից, ինչպես նաև ծառերից փայտից։
Ցելյուլոզ ացետատ
Ցելյուլոզայի ացետատը (CA) սինթետիկ արտադրանք է, որը ստացվում է բույսի յուրաքանչյուր մասում հայտնաբերված ցելյուլոզից: Ցելյուլոզը ներկայումս օգտագործվում է բամբակից, փայտից և մշակաբույսերի թափոններից՝ համաձայն 2018 թվականի գիտական հրապարակման: Սա կարող է օգտագործվել կաղապարված պինդ պլաստիկների, ծխախոտի ֆիլտրերի, ծածկույթների, լուսանկարչական ֆիլմերի և ֆիլտրերի ձևավորման համար: Ցելոֆանը ցելյուլոզից ստացված կենսաքայքայվող թաղանթ է: Շարունակվում են նոր հետազոտություններ՝ թափոններից և փայտանյութից նոր պլաստիկ թաղանթներ գտնելու համար, որոնք ջրի դիմացկուն են և կենսաքայքայվող՝ ըստ Phys.org-ի::
Biodegradability. Հետազոտությունները ցույց են տալիս, որ CA-ն քայքայվում է և նվազում է իր քաշի 70%-ով 18 ամիս բնության մեջ մնալուց հետո:
Օսլա
2017-ի վերանայման նշումներում օսլան մշակվում է ջերմությամբ, ջրով և պլաստիկացնող նյութերով՝ ջերմապլաստիկ արտադրելու համար: Իր ամրությունը բարելավելու համար այն համակցվում է այլ նյութերից պատրաստված լցոնիչների հետ։ Օսլայի հիմնական աղբյուրներն են եգիպտացորենը, ցորենը, կարտոֆիլը և մանասավան։ Այս պլաստիկն օգտագործվում է փաթեթավորման, տոպրակների և գյուղատնտեսական ցանքածածկ թաղանթների, սպասքի, ծաղկամանների, ինչպես նաև կաղապարման մեջ՝ փաթեթավորման և սպառողական ապրանքներ պատրաստելու համար: Այն դիտվում է որպես պոլիստիրոլի (PS) այլընտրանք՝ ըստ սննդի փաթեթավորման ֆորումի: Օսլան ավելացվում է կենսաբազմազան և սովորական պլաստմասսաներին՝ դրանք ավելի կենսաքայքայվող դարձնելու համար: Ֆիզիկայի 2017 թվականի զեկույցը:
Biodegradability. օսլայի վրա հիմնված պլաստիկը կարող է լինել կոմպոստացվող կամ միայն կենսաքայքայվող: Կոմպոստացվող տարբերակները պահանջում են 90 օր՝ արդյունաբերական օբյեկտներում քայքայվելու համար, մինչդեռ կենսաքայքայվողներինը՝ 100 օր՝ 46%-ի քայքայման համար և մինչև երկու տարի՝ ամբողջությամբ քայքայվելու համար։
Հանածո վառելիքի վրա հիմնված կենսաքայքայվող պլաստիկներ
Ըստ Bioplastics Guide-ի, կան մի քանի նոր հանածո վառելիքի պլաստիկներ, որոնք կարող են նաև կենսաքայքայվել: Առավել տարածված են պոլիբութիլեն սուկցինատը (PBS), պոլիկապրոլակտոնը (PCL), պոլիբուտիրատ ադիպատ տերեֆտալատը (PBAT) և պոլիվինիլային ալկոհոլը (PVOH/PVA):
- PBAT-ը պոլիմեր է, որն արտադրվում է հանածո վառելիքի ածանցյալներից և երբեմն օգտագործվում է օսլայի հետ միասին: Այս պոլիմերը վերականգնվող աղբյուրներից արտադրելու համար ջանքեր են գործադրվում: Bioplastics ուղեցույցը այն տեսնում է որպես LDPE-ի և HDPE-ի փոխարինող: Այն օգտագործվում է աղբի տոպրակների, փաթաթման թաղանթների, միանգամյա օգտագործման փաթեթավորման և սպասք պատրաստելու համար (բաժակներ, սպասք և այլն): Այն ոչ միայն կենսաքայքայվող է, այլև կոմպոստացվող։
- PCL-ը սինթետիկ պոլիսթեր է, որն օգտագործվում է կոմպոստացվող տոպրակների պատրաստման համար, բժշկական կիրառման մեջ (կարեր և մանրաթելեր), որպես մակերեսային ծածկույթներ, կոշիկի և կաշվի համար սոսինձներ, ինչպես նաև կոշիկների և կոշիկի կարծրացուցիչներ: օրթոպեդիկ սպինտեր. Այս պլաստիկը կարող է քայքայվել խմորիչներով: Այս նյութից պատրաստված ֆիլմերի ավելի քան 90%-ը և փրփուրի 40%-ը կարող է քայքայվել 15 օրվա ընթացքում։
- PBS-ը հանածո վառելիքից ստացված խեժ է կամ կարող է նաև բիոբիզացված լինել՝ ըստ Succinity-ի (էջ 1, 5): Այն կարող է զուգակցվել այլ կենսաբազմազան պոլիմերների կամ մանրաթելերի հետ, ինչպիսին ջուտն է՝ դրա որակը բարելավելու համար: PBS-ն օգտագործվում է սննդամթերքի փաթեթավորման, սպասարկման պարագաների, գյուղատնտեսական ցանքածածկ թիթեղների, բույսերի ամանների, հիգիենայի պարագաների, օրինակ՝ տակդիրների և ձկնորսական ցանցերի պատրաստման համար:
- PVOH-ը խեժ է, որը կարող է օգտագործվել փաթեթավորման թաղանթներ պատրաստելու համար, որոնք կարող են փոխարինել LDPE-ին և HDPE-ին: Դրա մյուս կարևոր կիրառություններն են որպես ծածկույթներ և հավելումներ թղթի և ստվարաթղթի արտադրության համար՝ ըստ Սննդի փաթեթավորման ֆորումի:
Բոլոր չորս հանածո վառելիքի վրա հիմնված պլաստմասսաները կենսաքայքայվում են երեք ամսում արդյունաբերական կոմպոստացման ժամանակ, մեկ տարում՝ բակում, և մեկից երկու տարում՝ հողում/աղբավայրերում՝ ըստ InnProBio-ի (էջ 4):
Վերամշակում և կոմպոստավորում
Պետք է նկատի ունենալ տարբեր կենսաքայքայվող պլաստմասսաների հատկությունները՝ դրանց կյանքի ցիկլի վերջում բուժելու համար, զգուշացնում է Շրջակա միջավայրի պաշտպանության գործակալությունը (EPA):
- EPA-ն բացատրում է, որ կենսաքայքայվող պլաստմասսա չի կարելի ավելացնել աղբամաններին, որոնք վերամշակում են սովորական պլաստիկները, քանի որ դրանք պատրաստված են տարբեր նյութերից: Սա ճշմարիտ է և՛ կենսաբանական, և՛ հանածո վառելիքի տեսակների համար:
- Չնայած պլաստմասսաները նշվում են որպես կենսաքայքայվող և կոմպոստացվող, դրանցից շատերը կարող են քայքայվել միայն կոմպոստացման կոմերցիոն օբյեկտներում առկա պայմաններում; կապվեք տեղական վերամշակման գործակալությունների հետ՝ մոտակա պարարտանյութի գործարանի մասին տեղեկությունների համար: 2017 թվականին ԱՄՆ-ում կար ընդամենը 200 նման հաստատություն, ուստի նման կենտրոնները պետք է ավելացվեն։
- Հաստատեք, որ պարկերը կարող են կոմպոստացվել տանը՝ հետևելով արտադրանքի հրահանգներին՝ նախքան դրանք պարարտանյութի աղբարկղերի մեջ ավելացնելը:
- Կենսաքայքայվող պլաստմասսայից նյութի վերականգնումը հնարավոր չէ վերամշակման միջոցով՝ հարմարությունների բացակայության պատճառով։
Արդյունավետ տարանջատում, հավաքում և քայքայումն անհրաժեշտ է կենսաբանական հիմքով և կենսաքայքայվող պլաստիկից օգտվելու համար: Դրա բացակայության դեպքում կենսաքայքայվող պլաստիկների մեծ մասը հայտնվում է աղբավայրերում։
Կենսաքայքայվող պլաստիկների ապագան
Պլաստմասսաների կենսաքայքայվող բնույթը չի կարող լուծել պլաստիկի աղտոտման խնդիրը, եթե դրանք պատշաճ կերպով չհեռացվեն։ Դեռևս անհրաժեշտ է, որպեսզի սպառողի վարքագիծը կենտրոնացած մնա սպառման կրճատման կամ պլաստիկի վերամշակման վրա՝ սովորական հանածո վառելիքի պլաստիկից կենսաքայքայվող պլաստիկի փոփոխությունից օգտվելու համար:
