1907 m., kai bakelitas buvo pristatytas kaip pirmasis sintetinis plastikas – jis buvo naudojamas kaip elektros izoliatorius – ši lengva, tvirta ir formuojama medžiagų klasė padėjo sukurti šiuolaikinį pasaulį. Plastikai yra pagrindinė gaminių projektavimo ir gamybos sudedamoji dalis, o jų naudojimas, ypač kaip vienkartiniai daiktai, pavyzdžiui, vandens buteliai ir maisto įvyniojimai, plečiasi. Bendras per metus pagaminamo plastiko svoris šiuo metu yra daugiau nei 380 milijonų tonų, o iki 2050 m. jis viršys 900 milijonų tonų.
Tačiau plastikas, kaip ir iškastinis kuras, iš kurio jie gaminami, gali turėti neigiamų pasekmių aplinkai. Apskaičiuota, kad iki 2050 m. apie 12 milijardų tonų plastiko atliekų atsidurs sąvartynuose arba teršis natūralią aplinką. Palyginimui, 2015 m. šis skaičius siekė apie 4,9 mlrd. tonų. Panaudotas plastikas taip pat sudaro didelę dalį kuro, tiekiamo į energiją gaminančias atliekų deginimo krosnis, kurios yra anglies dvideginio išmetimo šaltinis. Dokumentiniai filmai, tokie kaip Davidas Attenboroughas, atkreipė dėmesį į plastiko atliekų keliamą pavojų aplinkai. Filmuota medžiaga, kurioje matyti išmesti vandens buteliai, dusinantys jūros gyvybę, taip pat padėjo sukelti visuomenės pasipiktinimą ir paskatino plastiko taršą į pasaulines darbotvarkes.
Nors dabar daugelis plastikų ženklinami perdirbimo simboliu, praktiškai plastiko perdirbimas yra neapdorotas ir reikalauja daug energijos. Perdirbtas plastikas paprastai būna prastesnės kokybės – mažiau tvirtas – nei naujai pagamintas plastikas. Vis dažniau vartotojams parduodami produktai, pagaminti iš biologiškai skaidžių plastikų, gauti iš augalinių šaltinių arba papildyti deguonimi ir kitomis cheminėmis medžiagomis, kad jie galėtų suskaidyti aplinkoje. Tačiau tai apsunkina perdirbimo pastangas, nes biologiškai skaidūs plastikai daro neigiamą poveikį perdirbto plastiko kokybei, o perdirbimo gamykloms nėra patikimo būdo atskirti šiuos plastikus nuo kitų formų.
Kaip būtų galima sukurti tvaresnį plastiką, šiandien tapo vienu didžiausių ir neatidėliotinų chemijos klausimų. Daugelio šios srities šakų mokslininkai šiuo metu ieško būdų, kaip sumažinti plastiko atliekas ir padidinti tikimybę, kad ją bus galima perdirbti.
Apie vieną tokių pastangų pranešama šios savaitės „Nature“ numeryje. Stefanas Meckingas ir jo kolegos iš Konstanco universiteto Vokietijoje aprašo naują polietileno tipą – vieną iš labiausiai paplitusių vienkartinio plastiko rūšių – kurį galima perdirbti atgaunant didžiąją dalį pradinių medžiagų – tai sunku padaryti. esamas medžiagas ir perdirbimo technologijas.
Šis naujas plastikas turi būti toliau bandomas ir turi būti įvertintas jo poveikis esamai perdirbimo infrastruktūrai. Tam reikės kitokios perdirbimo technologijos nei esamuose perdirbimo centruose. Jei sutariama, kad jis turėtų būti naudojamas ir jei jį galima padidinti, tai gali paspartinti perėjimą prie perdirbto plastiko. Tai galėtų būti dalis sprendimo, kad plastiko naudojimas būtų mažiau kenksmingas.
Tačiau vien tik chemija mus gali nuvesti tik iki tol. Jei norima sumažinti plastikų deginimą ir medžiagų kaupimąsi vandenynuose ir sąvartynuose, pramonė nebegalės toliau gaminti plastiko tokiu tempu, kaip dabar. Įmonės turi prisiimti didesnę atsakomybę už visą plastikinių gaminių gyvavimo ciklą. Ir kad tai įvyktų, vyriausybės turės įvesti daugiau taisyklių, o pasiūlyta Jungtinių Tautų plastiko sutartis taip pat turi būti sėkminga.
Vienpusė sistema
Plastikai gaminami sujungiant paprastų molekulinių statybinių blokų grandines. Nėra lengva paleisti šį procesą atgal, kad būtų sukurtos medžiagos pakartotiniam naudojimui, nors mokslininkai padarė tam tikrą pažangą. Pagrindinė patobulinto plastiko perdirbimo kliūtis yra tai, kaip sistemingai ir mažai energijos sunaudojant nutraukti cheminius ryšius, kad būtų atgaunamos vertingos medžiagos, kurias vėliau būtų galima panaudoti taip pat aukštos kokybės plastikams gaminti.
Yra keletas būdų, kaip suteikti plastikui pomirtinį gyvenimą. Tai apima mechaninį perdirbimą, kai jie susmulkinami, išlydomi ir pakartotinai naudojami kaip prastesnės kokybės plastikas. Kitas variantas – juos chemiškai perdirbti – suardant ryšius, laikančius ilgas plastiko molekules kartu, sukuriant mažesnes, naudingas molekules, iš kurių galima pagaminti naujus plastikus. Pastarasis metodas, galbūt sunkesnis iš dviejų, yra tas, prie kurio dirbo Meckingas ir jo kolegos.
Ši komanda yra viena iš kelių visame pasaulyje, kurie bandė rasti tokį polietileno perdirbimo būdą. Naudodamas atsinaujinantį šaltinį Meckingas ir jo kolegos pagamino tvirtą į polietileną panašią medžiagą, kurioje yra cheminių grupių, kurias galima lengviau suskaidyti nei įprastuose plastikuose, todėl medžiaga gali būti dekonstruota perdirbimo etape. Per perdirbimo procesą mokslininkai sugebėjo atgauti beveik visą pradinę medžiagą ir iš jos perdaryti į polietileną panašią medžiagą.
Šis darbas buvo atliktas kitos komandos, kuri spalį pranešė apie panašias išvadas, darbo. Susannah Scott iš Kalifornijos universiteto Santa Barbaroje ir jos kolegos panaudojo katalizatorių, padedantį suskaidyti polietileną į mažesnes molekules, kurios galėtų būti naudojamos kaip pradiniai blokai įvairių tipų polimerams gaminti.
Tai protinga chemija ir gyvybiškai svarbūs tyrimai. Dabar šis metodas turi būti ištirtas skirtingų tipų plastikams ir didesniu mastu. Tačiau kol plastiko naudojimas ir toliau augs, vien tik perdirbimas nesumažins plastiko taršos.
Pramonė tai puikiai žino ir kreipiasi – nors beveik ne tiek, kiek reikia – į klausimą, kaip sumažinti savo produkciją. Penktadalis įmonių, gaminančių ar naudojančių plastikines pakuotes, įsipareigojo laikytis naujosios plastikų ekonomikos globalinio įsipareigojimo, kurį sukūrė Ellen MacArthur fondas ir JT aplinkos programa. Pasirašiusieji žada didinti plastiko perdirbimą, kaip dalį platesnio įsipareigojimo laikytis žiedinės ekonomikos principų, kuriais siekiama nuolat naudoti išteklius ir šalinti atliekas. Tačiau, remiantis naujausia ataskaita, pažanga yra netolygi, ypač kai reikia mažinti vienkartinių pakuočių skaičių ir naudoti visiškai daugkartinio naudojimo pakuotes.
Akivaizdu, kad įmonės turi būti stumdomos arba spaudžiamos griežčiau veikti. Jei iš jų būtų reikalaujama prisiimti atsakomybę už visą savo plastikinių gaminių gyvavimo ciklą, jie būtų mažiau linkę naudoti medžiagas, kurias sunku pakartotinai naudoti arba perdirbti. Šiuo tikslu turi būti sėkminga siūloma pasaulinė sutartis, kuri apibūdinama kaip Paryžiaus klimato susitarimo dėl taršos plastiku atitikmuo. Anksčiau sutartims, kuriomis buvo siekiama kovoti su klimato kaita ir biologinės įvairovės nykimu, kai kurie pramonės atstovai ir vyriausybės, besidominčios iškastiniu kuru, priešinosi ir netgi susilpnino. Istorija negali kartotis; planeta neturi laiko.
Daugiau nei prieš šimtmetį chemikai pasauliui atidavė plastiką. Tačiau šios nepaprastai naudingos medžiagos dabar yra rimtas aplinkos problemų šaltinis. Laimei, tiek akademinės bendruomenės, tiek pramonės chemikai yra pasiryžę rasti aplinkai nekenksmingą plastikų išėmimo būdą. Įmonės ir vyriausybės dabar turi imtis veiksmų ir prisiimti atsakomybę už savo vaidmenį kaupiant plastiko atliekas. Veiksmas negali ateiti per anksti.
Nature 590, 363-364 (2021)
doi: https://doi.org/10.1038/d41586-021-00391-7
