كم عدد أنواع طرق تحلل البلاستيك التي تعرفها؟

يجلب البلاستيك راحة كبيرة لحياة الناس، ولكن في الوقت نفسه، أصبحت مشكلة التلوث البيئي خطيرة بشكل متزايد. أصبحت كيفية تحقيق التوازن بين الراحة وحماية البيئة قضية مشتركة تواجه البشرية في جميع أنحاء العالم. اليوم، سنشاركك العديد من طرق تحلل البلاستيك، على أمل أن نقدم لك الإلهام.

1، والضوء، وتدهور الأكسجين والتحلل البيولوجي

في الوقت الحاضر، الطرق الرئيسية لتحلل البلاستيك هي الضوء، وتحلل الأكسجين، والتحلل البيولوجي.

يتم عمومًا خلط المواد البلاستيكية القابلة للتحلل الضوئي والقابلة للتحلل بالأكسجين مع إضافات في اللدائن البتروكيماوية التقليدية لتسريع تجزئة البلاستيك تحت الضوء أو درجات الحرارة المرتفعة. لا يمكن للمواد البلاستيكية الحالية القابلة للتحلل الضوئي والمتحللة بالأكسجين أن تتحلل بشكل كامل خلال فترة زمنية يمكن التحكم فيها، وستظل بعض المواد البلاستيكية موجودة في البيئة.

ومع ذلك، يتضمن التحلل الحيوي فرضية مفادها أن البلاستيك يتم إنتاجه من الكتلة الحيوية وليس من المواد الخام البتروكيماوية. سيكون من المثالي أن يؤدي التحلل الحيوي إلى تحلل المنتجات البلاستيكية المصنوعة من المواد البتروكيماوية والمنتجات البلاستيكية المصنوعة من المواد البيولوجية. وبحسب التقارير، فإن 83% من المواد البلاستيكية القابلة للتحلل هي في الواقع "مواد بلاستيكية قابلة للتحلل"، ويتطلب تحللها الفعال درجة حرارة تصل إلى 50 درجة مئوية ورطوبة 55%، لكن البيئة العامة يصعب تحقيق مثل هذه الظروف.

2. الإنزيمات التي يمكنها "أكل" المواد البلاستيكية ذات حمض البوليلاكتيك

اكتشف علماء سويسريون "ميكروبا جديدا يتكيف مع البرد" يمكنه تفكيك وهضم أنواع مختلفة من البلاستيك في درجات حرارة منخفضة. يعد هذا الاكتشاف خطوة أولى نحو تطوير طرق صناعية أكثر فعالية من حيث التكلفة لتكسير المواد البلاستيكية، على أمل القضاء في نهاية المطاف على التلوث البلاستيكي من الكوكب.

سافر العلماء السويسريون إلى جرينلاند وسفالبارد ومناطق جبال الألب والقطب الشمالي في سويسرا لأخذ عينات من 19 نوعًا من البكتيريا و15 نوعًا من الفطريات الموجودة على البلاستيك المهمل أو المدفون عمدًا. من خلال التجارب، وجد العلماء أنه عند درجات حرارة 15 درجة، أكثر من نصف (56%) السلالات، وهي 11 فطريات و8 بكتيريا، تم هضم PUR، و14 فطريات و3 بكتيريا هضمت PBAT وPLA. ومع ذلك، لم تكن أي من الكائنات الحية الدقيقة قادرة على هضم الـ PE خلال فترة الاستزراع لمدة 126- يوم.

ومن قبيل الصدفة، اخترع فريق شو تينغ في جامعة كاليفورنيا، بيركلي، طريقة جديدة لتحليل المواد البلاستيكية. إنهم يغلفون إنزيمًا يمكنه "أكل" البلاستيك في جزيئات محددة، وفي غضون أسابيع قليلة فقط، يمكن أن يتحلل البلاستيك تمامًا تحت تأثير درجات حرارة أعلى قليلاً وماء، وليس ذلك فحسب، فالبلاستيك المتحلل سيصبح بمثابة تغذية ميكروبية للتربة. ، أصبح حقًا "بلاستيكًا قابلاً للتحلل".

3. البكتيريا التي "تمضغ" بلاستيك PET

في عام 2016، اكتشف فريق بحث بقيادة ياسوهي أودا من جامعة كيوتو بوليتكنيك للألياف وكينجي مياموتو من جامعة كيو في اليابان أن الميكروب يمكنه ابتلاع بلاستيك تيريفثات (PET)، وهو نوع من البلاستيك المصنوع من المنتجات البتروكيماوية.

تسمى البكتيريا الآكلة للحيوانات الأليفة Sakaibacterium Osaka. وبعد الفحص الميكروبيولوجي الدقيق، وجد فريق البحث الياباني أن البكتيريا كانت قادرة على النمو بأعداد كبيرة على أفلام PET، لذلك تم تسمية البكتيريا باسم ساكاي أوساكا. يمكن للبكتيريا "مضغ" بوليمرات PET عند درجة حرارة معتدلة تصل إلى 30 درجة مئوية. وبناءً على ذلك، يعتقد الباحثون أنه يمكن استخدام ساكاي لتحليل بلاستيك PET.

ومع ذلك، وجدت أبحاث أخرى أن هذه البكتيريا مثل PET غير متبلور، والإنتاج الفعلي واستخدام المنتجات البلاستيكية متبلور PET، وبالتالي فإن تأثير هذه البكتيريا على تحلل PET ليس مثاليًا. بالإضافة إلى ذلك، تقوم بكتيريا الساكاي أيضًا بتحليل البلاستيك ببطء في ظل الظروف البيئية الطبيعية، ويستغرق الأمر ستة أسابيع لتحلل طبقة بلاستيكية صغيرة تمامًا. لكي تصل هذه البكتيريا إلى المرحلة العملية، فإنها تحتاج إلى مزيد من التحسين قبل أن يتم استخدامها فعليًا لتنظيف نفايات البلاستيك PET في العالم. ومع ذلك، يقول الباحثون اليابانيون إنهم يستطيعون تعديل الإنزيم الذي يستخدمه ساكاي لجعله أكثر استجابة وفائدة.

وفي هذا الصدد، أجرى فريق وو بيان في معهد علم الأحياء الدقيقة التابع للأكاديمية الصينية للعلوم بحثًا لتحسين الإنزيمات المطلوبة لبكتيريا الساكاي لتحليل بلاستيك PET، وحصلوا على إنزيم مُعاد هندسته مع ثبات معزز بشكل كبير، مما زاد من كفاءة التحلل. من بكتيريا الساكاي إلى أفلام PET بنسبة 300 مرة. ونشرت نتائج البحث في عدد يناير 2021 من مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية للتحفيز.

4، البحث والتطوير للمواد البلاستيكية القابلة للتحلل الذاتي

المستوى التالي من استراتيجية تحلل البلاستيك هو تطوير وإنتاج مواد بلاستيكية يمكنها تحلل نفسها، وفي هذا الصدد، حقق الباحثون الصينيون بعض التقدم.

سيتم طرح جامعة جنوب الصين للتكنولوجيا في الصين وشركة China Guangdong Juyi New Materials Co., Ltd. وشركة تشيلية تم تطويرها بشكل مشترك لاستخدام كحول البولي فينيل كمادة خام رئيسية لأكياس التسوق القابلة للذوبان في الماء في السوق، وتتحمل الصين المسؤولية لإنتاج المواد الخام، وتقديم الدعم الفني، والشركة التشيلية هي المسؤولة عن سوق المنتجات والمبيعات. في المستقبل، ستظل المواد الخام لأكياس التسوق هي قاعدة الإنتاج الرئيسية في تشينغيوان، قوانغدونغ، وسيتم تصنيع أكياس التسوق في تشيلي أو أماكن أخرى وبيعها للعالم.

تتميز حقيبة التسوق القابلة للذوبان في الماء بقدرة تحمل عالية وقابلية للذوبان في الماء البارد، ومناسبة للاستخدام في بيئة خالية من الماء، ويمكن أن "تختفي" عندما تلتقي بالماء بعد الاستخدام، دون تلوث. كيس PVA قابل للذوبان في الماء، ويتحلل خلال 5 دقائق فقط. من الواضح أن هذا يمثل طفرة في تدهور الأكياس البلاستيكية، والعالم، بما في ذلك الصين، لديه عدد من الجامعات والشركات في تطوير هذه التكنولوجيا، أما بالنسبة للتطبيق الفعلي للسوق، فقد يستغرق بعض الوقت.

بالإضافة إلى ذلك، هناك بعض المواد البلاستيكية القابلة للتحلل الحيوي في السوق، ولكن في الواقع، لا يزال التحلل الكامل غير مرضٍ، لذا فإن البحث وتطبيق تحلل البلاستيك سيكون تحديًا مستمرًا وكبيرًا للبشرية.

يعادل إنتاج البلاستيك العالمي منذ عام 2000 إجمالي إنتاج البلاستيك في جميع السنوات التي سبقت عام 2000، وينتهي ثلث البلاستيك في الطبيعة. وفي عام 2016 وحده، انتهى الأمر بحوالي 100 مليون طن من النفايات البلاستيكية في الطبيعة.

"البلاستيك لا يلوث الممرات المائية في المحيطات ويعرض الحياة المائية للخطر فحسب، بل إنه موجود في جسم الجميع." قال ماركو لامبرتيني، المدير العام العالمي للصندوق العالمي للطبيعة، إن التلوث البلاستيكي يمثل مشكلة عالمية ملحة، ويجب أن تأخذ الحكومات في جميع أنحاء العالم هذه النتيجة على محمل الجد، وحث الحكومات والشركات والمستهلكين على العمل معًا لوضع أحكام دولية لاتخاذ تدابير لمعالجة البلاستيك. التلوث من المصدر.