دانش آمو بریتانیایی پلاستیک تجزیه پذیر ساخت

نوامبر 29, 2019 | اخبار

دانش آمو بریتانیایی پلاستیک تجزیه پذیر ساخت

دانش آموزی اهل بریتانیا از جلبک و ضایعات ماهی ها پلاستکی ساخته است که شفاف، انعطاف پذیر و تجزیه پذیر است و خوردن آن برای ماهی ها ضرری ندارد.

به گزارش سلام نو، پلاستیک های یکبار مصرف با آلوده کردن اقیانوس ها جان موجودات آبزی را به خطر انداخته اند. حال دانش آموزی اهل بریتانیا برای حل این مشکل زیست محیطی پلاستیکی از جلبک و ضایعات ماهی ها ساخته که در صورت بلعیده شدن توسط ماهی ها، مشکلی برای آنها به وجود نمی آورد.

پلاستیک تجزیه پذیر مورد بحث MarinaTex نام داشته و شفاف و انعطاف پذیر است. می توان آن را به شکل ورقه تولید کرد تا جایگزین پلاستیک های یکبار مصرفی همچون کیسه فریزر شود.

تولید پلاستیک تجزیه پذیر از جلبک و پوست ماهی
این اختراع در ظاهر شبیه پلاستیک معمولی است ولی در واقع از ماده ژله مانندی به نام آگار (Agar) که در جلبک های قرمز یافت می شود و همچنین پوست ماهی تشکیل شده است. پوست ماهی حاوی پروتئین هایی قوی اما انعطاف پذیر بوده و آگار نیز مواد را به هم می چسباند. ماحصل این ترکیب تولید پلاستیک تجزیه پذیر یا زیست تخریب پذیر است.

پلاستیک تجزیه پذیر MarinaTex توسط «لوسی هیوز» 24 ساله، دانشجوی سال آخر دانشگاه ساسکس به عنوان بخشی از پروژه درسی ساخته شده است. اختراع وی جایزه 35 هزار دلاری James Dyson Award، که به اختراعات دانشجویی تعلق می گیرد را از آن خود کرده است.

هیوز که برای درست کردن این اختراع از اجاق گاز خوابگاه دانشجویی استفاده کرده است، می گوید:

«پلاستیک ماده ای شگفت انگیز است؛ به همین خاطر وابستگی بسیار زیادی به آن پیدا کرده ایم. درک این مسئله برایم بسیار سخت است که از پلاستیک، که ماده ای بسیار بادوام است، برای محصولاتی استفاده می کنیم که چرخه زندگی‌شان کمتر از یک روز است.»

این اولین باری نیست که از مواد ارگانیک پلاستیک قابل تجزیه تولید می شود. اواخر فروردین ماه 96 یک استارتاپ بریتانیایی به نام Skipping Rocks Lab حباب هایی خوردنی و انعطاف پذیر به نام Ooho ساخته بود که همانند یک غشا و پوسته نازک عمل می کرد و آب را درون خود نگه می داشت./ دیجیاتو

بحران پلاستیک قابل حل است؟

نوامبر 29, 2019 | اخبار

بحران پلاستیک قابل حل است؟

جایگزین‌های سبزِ زباله‌های پلاستیکی همیشه در آب دریا تجزیه نمی‌شوند؛ اما آیا می‌توانند به حل مشکل زباله‌های غذایی کمک کنند؟

زباله‌های پلاستیکی تقریبا به تمام جنبه‌های زندگی انسان نفوذ کرده‌اند: از لیوان‌های قهوه گرفته تا نی‌های پلاستیکی داخل اسموتی، فیبرهای مخفی بافته‌شده در دستمال‌های مرطوب تا تکه‌های درخشان در لوازم آرایشی. از ۶/۳ میلیارد تن زباله‌ی پلاستیکی که از دهه‌ی ۱۹۵۰ به‌صورت انبوه تولید شدند، تنها ۶۰۰ میلیون تن بازیافت شده‌اند؛ درنتیجه، ۴/۹ میلیارد تن وارد زمین‌های زباله شدند یا در محیط طبیعی باقی ماندند.

در سال‌های گذشته، آگاهی عمومی از آثار مخرب پلاستیک بر محیط زیست افزایش یافته است؛ با این حال، مدتی طولانی از عرضه‌ی جایگزین‌های سازگار با محیط زیست نمی‌گذرد. با ممنوعیت پلاستیک یکبار مصرف در سراسر جهان (سال آینده در بریتانیا و تا سال ۲۰۲۱ در کانادا)، اهمیت استفاده از مواد جدید افزایش می‌یابد؛ اما سرنوشت مواد جایگزین چه خواهد بود؟

پلاستیک‌های زیست‌ تجزیه‌پذیر، به مجموعه‌ کالاهایی گفته می‌شود که مصرف‌کنندگان با عنوان جایگزین‌های سبز می‌شناسند. پلاستیک‌‌های زیست‌ تجزیه‌پذیر بر خلاف پلاستیک‌های معمولی که هزاران سال دوام می‌آورند (دوام پلاستیک‌ها در ابتدا یک مزیت به شمار می‌رفت)، توسط میکروب‌ها تجزیه می‌شوند و به موادی مثل زیست‌توده، آب و کربن‌دی اکسید تبدیل می‌شوند (در غیاب اکسیژن به متان تبدیل می‌شوند).

زباله دان شهری

مناطقی که برای بازیافت زباله‌های زیست‌ تخریب‌پذیر در نظر گرفته شده‌اند. قابلیت تبدیل پلاستیک‌های زیستی در این مناطق بیشتر از محیط خانگی است

به زیرمجموعه‌ای از زیست تجزیه‌پذیر‌ها، زیست تخریب‌پذیر گفته می‌شود؛ این مواد نه تنها توسط میکروب‌ها تجزیه می‌شوند، بلکه می‌توان در کنار ضایعات غذایی و دیگر زباله‌های زیستی از آن‌ها به کود رسید. تنها بخش کمی از پلاستیک‌های زیست تجزیه‌پذیر خانگی قابلیت بازیافت دارند، به همین دلیل برچسب «زیست تخریب‌پذیر»، اغلب اوقات به ضایعات صنعتی اختصاص می‌یابد. برای مثال لیوان‌های قهوه‌ برند Seedling به سرعت تجزیه نمی‌شوند، بلکه در دستگاه‌های صنعتی مناسب، به بخش‌های کوچک‌تر تقسیم می‌شوند.

استاندارد اروپایی EN 13432 به بسته‌بندی‌های زیست تخریب‌پذیر اختصاص یافته است: طبق این استاندارد، بسته‌بندی‌ها باید در شرایط تخریب‌پذیری در مقیاس صنعتی، تنها در طول ۱۲ هفته تجزیه شوند؛ به‌طوری‌که مواد باقی‌مانده با اندازه‌ی بیش از ۲ میلی‌متر به بیشتر از ده درصد نرسد و از طریق فلزهای سنگین به خاک آسیبی نزنند.

اغلب پلاستیک‌های زیست تجزیه‌پذیر و زیست تخریب‌پذیر، پلاستیک‌های زیستی هستند که به‌جای سوخت فسیلی از گیاه ساخته شده‌اند و بسته به نیاز مصرف‌کننده از تنوع بالایی برخوردار هستند. ایزابلا رادکا، استاد فناوری زیستی دانشگاه ولورهمپتون و همکاران او، در حال ساخت نوعی پلاستیک زیستی معروف به پلی هیدروکسی آلکانوات (PHA) هستند. آن‌ها از میکروب برای تولید این نوع پلاستیک استفاده می‌کنند. رادکا می‌گوید:

وقتی میکروب‌ها تحت فشار قرار می‌گیرند، ذراتی به نام پلیمرهای زیستی را در سلول‌ها تولید می‌کنند. وقتی این ذرات را از داخل سلول استخراج کنیم، خواصی مشابه پلاستیک زیستی پیدا می‌کنند، با این تفاوت که کاملا زیست تجزیه‌پذیر هستند.

رادکا در ابتدا برای تولید PHA، میکروب‌ها را با روغن خوراکی زائد، تغذیه می‌کرد؛ اما در سال‌های اخیر روی تبدیل پلاستیک‌هایی مثل پلی استیرن به انواع جدید پلاستیک زیست تجزیه‌پذیر کار می‌کند. این روش برای پرورش محصولاتی مثل مواد اولیه ترجیح داده می‌شود؛ زیرا با صرفه‌جویی در مصرف گیاهان به حفظ منابع غذایی کمک می‌کند و در عین حال از ضایعات پلاستیکی استفاده می‌کند.

در حال حاضر، PHA-ها تقریبا ۵ درصد از پلاستیک‌های زیست تجزیه‌پذیر سراسر جهان را تشکیل می‌دهند. تقریبا نیمی از پلاستیک‌های زیست تجزیه‌پذیر، از ترکیب‌های نشاسته تشکیل شده‌اند. پلی لاکتیک اسید (PLA) هم که معمولا برای تولید لیوان زیست تخریب‌پذیر قهوه به کار می‌رود، بخشی دیگری از این معادله را تشکیل می‌دهد.

نوعی ماده‌ی زیست تجزیه‌پذیر که به ادعای مهندسان، ۱۰۰ درصد در آب حل می‌شود. از این ماده در رویداد tech summit شیلی، رونمایی شد.

اغلب پلاستیک‌های زیستی برای تجزیه نیاز به تجزیه‌کنندگان صنعتی دارند، اما این استاندارد هنوز فراگیر نشده است؛ بنابراین، با توجه به سوابق انسان چه سرنوشتی در انتظار پلاستیک‌های زیستی است؟

مشکل برچسب‌ها

ایموگن نپر از دانشگاه پلای ماوث، برای پی‌بردن به سرنوشت انواع کیسه‌های پلاستیکی در محیط‌‌های مختلف، در طول سه سال، چند نوع کیسه‌ی پلاستیکی را در سه محیط طبیعی متفاوت رها کرد: زیر خاک، دریا و معلق در هوا. او در این آزمایش از کیسه‌هایی با برچسب زیست تجزیه‌پذیر، زیست تخریب‌پذیر، زیست تجزیه‌پذیر اکسیدی و همچنین کیسه‌های معمولی تراکم بالای پلی‌اتیلنی (HDPE) استفاده کرد. (کمیسیون اروپا اخیرا طرح ممنوعیت پلاستیک‌های زیست تجزیه‌‌پذیر اکسیدی را به دلیل خطر تجزیه‌ی آن‌ها به میکروپلاستیک، توصیه کرده است).

پلاستیک‌ها ممکن است به عناصر طبیعی کربن و هیدروژن تجزیه نشوند

در آزمایش نپر، کیسه‌ی پلاستیکی با برچسب «زیست تخریب‌پذیر» (که منطبق با استاندارد EN 13432 بود) پس از سه ماه رها شدن در آب دریا، به طور کامل ناپدید شد. پلاستیک زیر خاک پس از دو سال، دست‌نخورده باقی ماند اما وقتی پژوهشگرها کالاهای خرید را در آن قرار دادند، از هم پاشیده شد. بقیه‌ی کیسه‌های پلاستیکی از جمله پلاستیک‌های زیست‌ تجزیه‌پذیر، پس از سه سال در خاک و دریا سالم ماندند و حتی تحمل کالاهای خرید را داشتند.

پلاستیک‌ها پس از ۹ ماه در هوای آزاد، از هم پاشیده یا تکه تکه شدند و اغلب به میکروپلاستیک تجزیه شدند. دلیل این اتفاق تأثیر نور خورشید بر تجزیه‌ی پلاستیک‌ها از طریق فرآیندی به‌نام نور اکسایش است؛ به این ترتیب، پلاستیک‌هایی که در معرض آب و هوا قرار می‌گیرند در نهایت به‌جای تجزیه به عناصر زیستی، فقط به قطعات کوچک‌تر تقسیم می‌شوند. نپر می‌گوید:

پلاستیک در این فرآیند به عناصر طبیعی کربن و هیدروژن تجزیه نمی‌شود، بلکه صرفا به بخش‌های کوچک‌تر تقسیم می‌شود. پاک‌سازی میکروپلاستیک‌ها از طبیعت فرآیند بسیار دشواری است. دقیقا مانند این است که بخواهید با چاپ‌ استیک، اسمارتیز بخورید.

پلاستیک‌ها در دریا به میکروپلاستیک تبدیل می‌شوند که به عقیده‌ی نپر پاک‌سازی آن‌ها بسیار دشوار است

البته هدف آزمایش نپر، صرفا بررسی تخریب‌پذیری پلاستیک‌ها در محیط‌های مختلف نبود، بلکه نشان می‌دادم عدم ارائه‌ی توضیحات مناسب روی محصولات تا چه اندازه می‌تواند روی درک مردم از بازیافت تأثیر بگذارد؛ اغلب تولیدکنندگان، حدس درباره‌ی محصولات را برعهده‌ی مصرف‌کننده گذاشته بودند. نپر می‌گوید: «مردم باید بدانند پلاستیک خود را در گروه بازیافتی یا تخریب‌پذیری قرار دهند یا آن را در سطل زباله‌ی عمومی رها کنند.»

شرکت Novamont، تولیدکننده‌ی Mater- Bi، نوعی پلاستیک نشاسته‌ای است برای تولید پلاستیک زیست‌ تخریب‌پذیر به کار برده می‌شود. نوامونت از معدود شرکت‌هایی هستند که به بررسی تجزیه‌ی محصولات خود در محیط‌های آبی می‌پردازد. براساس گزارش مشترک این شرکت با هیدرا، مؤسسه‌ی پژوهش‌های دریایی آلمان و دانشگاه سینای ایتالیا، محصولات در بازه‌های زمانی بین چهار ماه تا یک سال به طور کامل در آب دریا تجزیه می‌شوند و هیچ اثر سمی از خود به‌جا نمی‌گذارند.

برچسب‌های مناسب می‌توانند منجر به تفکیک نادرست آن‌ها در فرآیند بازیافت شوند

اما فرانسیسکو دلگی انوسنتی، پژوهشگر بوم‌شناسی محصولات نوامونت می‌گوید این شرکت هیچ برنامه‌ای برای تبلیغ ویژگی‌های محصولات خود ندارد، زیرا هدف آن ترویج زباله‌سازی نیست. از طرفی تست‌ها نوعی سیاست‌گذاری بیمه‌ای برای تعیین مقصد مناسب محصولات هستند. دلگی می‌گوید: «این ایده به ادعای تجاری ختم نمی‌شود زیرا ممکن است مردم، برداشت اشتباهی از آن داشته باشند.»

با اینکه احتمال تجزیه‌ی پلاستیک‌های زیست تخریب پذیر نازکی مثل کیسه‌های پلاستیکی در دریاها وجود دارد، پلاستیک‌های ضخیم‌تر و PLA-های پایدارتری که برای تولید لیوان‌های قهوه، نی‌های پلاستیکی و دیگر بسته‌بندی‌های غذایی به کار می‌روند، ممکن است مانند پلاستیک‌های عادی در آب دریا عمل کنند و به هیچ عنوان تجزیه نشوند؛ بنابراین آیا ممکن است شرکت‌ها به پلاستیک‌های زیست تجزیه‌پذیری روی بیاورند که در آب دریا تجزیه نشوند؟ لزوما خیر. شاید این پلاستیک‌ها مسئله‌ی آلودگی پلاستیکی دریایی را حل نکنند اما برای حل مشکل بزرگ دیگری، کارآمد هستند: زباله‌های غذایی.

پاک‌سازی ردپای انسان

بزرگ‌ترین حوزه‌ برای تأثیرگذاری حداکثری پلاستیک‌های زیست‌ تخریب‌پذیر، صنایع غذایی است. ساخت لیوان‌های قهوه، بسته‌بندی‌های ساندویچ و ظروف بیرون‌بر از پلاستیک‌های زیست تخریب‌پذیر، می‌تواند به معنی بازیافت همزمان پلاستیک و غذا باشد و این کار سه مزیت عمده دارد: کاهش میزان پلاستیک ارسالی به خاک‌ریزهای زباله، پیشگیری از ترکیب ناسازگار مواد بازیافتی و غذا و در عین حال تضمین بازگشت ضایعات غذایی به خاک. درنتیجه، با حذف زباله از زباله‌دان‌های شهری، گاز متان هم تولید نخواهد شد.

برداشت انجیر سفید

کارگران مزرعه‌ای در مکزیک در حال برداشت انجیر هندی سفید. از آب این گیاه می‌توان برای تولید پلاستیک‌های زیستی استفاده کرد.

به عقیده‌ی دیوید نیومن، مدیر انجمن صنایع زیست تجزیه‌پذیر و زیستی (BBIA)، بهتر است همه‌چیز همه چیز از کیسه‌های چای تا برچسب‌های میوه و بسته‌های ادویه از مواد زیست‌ تخریب‌پذیر تهیه شوند؛ به این ترتیب بخش زیادی از باقی‌مانده‌های غذایی و پلاستیک‌ها را می‌توان به‌صورت همزمان بازیافت کرد. با کاهش پلاستیک‌های سنتی ناسازگار با زباله‌های غذایی، حداقل می‌توان از ضایعات غذا به‌صورت کود استفاده کرد و دیگر نیازی به دفن آن‌ها در زباله‌دان‌های شهری وجود ندارد.

از مواد زیست تجزیه‌پذیر می‌توان در زمینه‌های دیگری هم استفاده کرد. کشاورزها معمولا برای پیشگیری از رشد علف‌های هرز و مصرف آب، از ورقه‌های کود پلی‌اتیلینی استفاده می‌کنند. تقریبا نیمی از این پلاستیک‌ها پس از مصرف به زباله‌دان‌ها منتقل می‌شوند؛ اما طبق استاندارد جدید اروپایی زیست تجزیه‌پذیری در سال ۲۰۱۸، کشاورزها می‌توانند از نوعی پلاستیک قابل بازگشت به زمین استفاده کنند که قابل‌تجزیه است و آسیبی به خاک نخواهد زد. صنایع هم استفاده از روغن‌های زیستی برای ماشین‌ها را جایگزین روغن‌های تهیه‌شده از سوخت‌های فسیلی کرده‌اند. به گفته‌ی نیومن:

این روغن‌ها از منابع گیاهی تولید می‌شوند. روغن ماشین‌آلات معمولا دور انداخته می‌شوند؛ بنابراین در صورت استفاده از این روغن‌ها، آسیبی به محیط وارد نمی‌شود.

از طرفی، برخلاف کودها و روغن‌ها، بسته‌بندی‌های غذا به‌آسانی تجزیه نمی‌شود؛ بنابراین چگونه می‌توان از تخریب‌پذیری بسته‌بندی‌ها اطمینان پیدا کرد؟

شفاف‌سازی فرآیند

در درجه‌ی اول باید مشکل چشم‌انداز پلاستیک را حل کرد. نیومن معتقد است پیغام نباید این‌گونه منتقل شود: «ما می‌خواهیم آلودگی پلاستیک را از طریق زیست تخریب‌پذیرها متوقف کنیم.» بلکه باید گفت: «می‌خواهیم از طریق زیست تخریب‌پذیرها به کیفیت خاک و پایداری آن در طولانی‌مدت کمک کنیم. به این صورت می‌توانیم بسته‌بندی‌های پلاستیکی را هم کاهش دهیم.»

نیومن برای رسیدن به هدف فوق، بر نیاز صنایع به شفاف‌سازی کار با زیست تخریب‌پذیرها تأکید می‌کند. در این مسیر، نیاز به سیستم برچسب‌گذاری شفاف‌تری مثل برچسب قابلیت بازیافت روی بسته‌بندی‌های غذایی وجود دارد؛ اما ممکن است پیاده‌سازی آن چند سال به طول بینجامد. نیومن می‌افزاید:

در حال حاضر، بخشی از زیست تخریب‌پذیرها سوزانده می‌شوند و بخش زیادی از پلاستیک‌ها به کود تبدیل می‌شوند، این روند طی دو تا سه سال آینده ادامه پیدا می‌کند.

کارد و چنگال‌های زیستی اغلب به دلیل عدم توانایی تجزیه و بازیافت کارخانه‌ها، به زباله‌دان‌ها می‌ریزند.

در حال حاضر، سیستم زباله‌ی بریتانیا، برنامه‌ای برای کنترل زیست تخریب‌پذیرها حداقل در سطح خانگی ندارد. گرچه تأسیسات زیست تخریبی وجود دارند که قادر به تجزیه‌ی چنگال‌ها، لیوان‌های قهوه و دیگر مواد زیست‌ تخریب‌پذیر هستند، شهرداری این کالاها را جمع‌آوری نمی‌کند بنابراین مصرف‌کننده‌ها، انتخابی به غیر از قرار دادن آن‌ها در زباله‌های عمومی ندارند. در نتیجه سرنوشت آن‌ها به زباله‌دان‌های شهری ختم می‌شود یا سوزانده می‌شوند. برخی ارگان‌های محلی، کیسه‌های زیست تخریب‌پذیر مخصوص جمع‌آوری زباله‌های غذایی دریافت می‌کنند اما برخی واحدها قبل از تجزیه، کیسه‌ها را از غذا جدا می‌کنند.

پلاستیک‌های زیست تخریب‌پذیر معمولا سوزانده می‌شوند

طرح‌های حلقه‌- بسته (ورودی و خروجی چنین سیستمی در یک حلقه‌ی بسته قرار دارد)، مانند طرحی که سال گذشته توسط شرکت Vegware در پارلمان بریتانیا اجرا شد، به جمع‌آوری پلاستیک‌های زیست تخریب‌پذیر اختصاص یافته‌اند و می‌توانند امیدوارکننده باشند؛ اما حتی چنین طرح‌هایی هم با مشکل روبه‌رو می‌شوند: بر اساس بررسی Footprint در ماه ژوئیه‌ی امسال، پارلمان بریتانیا در هفت ماه اول این طرح باید کل پلاستیک‌های زیست تخریب‌پذیر را به دلیل آلودگی زیاد به محل سوزاندن می‌فرستاد.

مشکل فوق ارزش صرف وقت و ارائه‌ی راهکار را دارد. با یافتن روش مناسب برای بازیافت پلاستیک‌های زیست تخریب‌پذیر، حتی می‌توان فرآیند بازیافت پلاستیک‌های قدیمی را هم تسهیل کرد. جداسازی زباله‌های غذایی و بسته‌بندی‌های زیست‌ تخریب‌پذیر مرتبط به معنی جلوگیری از بازیافت باقی‌مانده‌های قهوه، کیسه‌های چای و دیگر آلاینده‌ها هست. نیومن می‌گوید: «وقتی غذا با همه چیز مخلوط شود، بازیافت آن هم دشوار می‌شود.»

کشور ایتالیا در زمینه‌ی تجزیه‌ی پلاستیک به پیشرفت‌های چشمگیری دست یافته است. در ایتالیا، کیسه پلاستیک‌های یک‌بارمصرف نانوایی و کالاها باید زیست تخریب پذیر باشند و به‌عنوان بخشی از ضایعات غذایی بازیافت شوند. نیومن می‌گوید: «دفع مناسب زباله‌های غذایی، مانند بسیاری از کشورها، فرآیند بازیافت را آسان می‌سازد.»

چالش اصلی قرار دادن کل تکه‌های پازل در جای مناسب است