پیش به سوی بزرگ‌ترین آلودگی زمین

فرادید| پلاستیک‌ها مواد شگفت انگیزی هستند سبک و محکم، می‌توانند مانند جلیقه ضد گلوله محکم یا مانند یک نایلون فریزر، انعطاف پذیر باشند. پلاستیک در همه چیز وجود دارد، از ماشین گرفته تا لباس - و ساخت آن‌ها اغلب ارزان است. حدود ۸.۳ میلیارد تن (۱۸.۳ تریلیون پوند) پلاستیک تا به امروز تولید شده است. این تقریباً ۱۴۰۰ برابر وزن هرم بزرگ جیزه است. مقداری از آن پلاستیک هنوز در حال استفاده است. اما حدود ۵.۸ میلیارد تن (۱۲.۸ تریلیون پوند) دور ریخته شده است؛ چیزی به اندازه‌ی ۹۷۰ برابر اهرام بزرگ.

به گزارش فرادید؛ همه زباله‌های پلاستیکی یک آفت زیست محیطی محسوب می‌شوند. تنها حدود ۹ درصد از زباله‌های پلاستیکی بازیافت شده است. ۱۲ درصد دیگر سوخته است. ۷۹ درصد باقیمانده نیز در محل دفن زباله یا در طبیعت متلاشی شده است. پلاستیک زمان زیادی لازم دارد تا پوسیده شود. از بین رفتن یک بلوک لگو (آجر اسباب بازی) ممکن است قرن‌ها طول بکشد.

پلاستیک‌ها جهان را تصرف کرده‌اند و از قله اورست تا بستر دریاها پراکنده شده‌اند. بسیاری از حیوانات این زباله را با غذا اشتباه می‌گیرند. اگر سیر شوند، این حیوانات ممکن است خوردن غذای واقعی را فراموش کرده و گرسنگی بکشند. زباله‌های پلاستیکی در اقیانوس‌ها همچنین پرندگان، لاک پشت‌ها و دیگر حیات وحش را به دام می‌اندازد.

قطعات بزرگ پلاستیک تنها مشکل نیستند. پلاستیک دور ریخته شده می‌تواند به قطعات کوچکی به نام میکروپلاستیک تبدیل شود. باد این قطعات را به اطراف پراکنده می‌کند و جریان‌های اقیانوسی می‌توانند آن‌ها را در سراسر دریا پخش کنند. این آلاینده‌ها در داخل کالبد حیوانات جمع شوند. آن‌ها همچنین وارد غذا و آب آشامیدنی ما می‌شوند. تخمین زده می‌شود که هر آمریکایی بیش از ۷۰، ۰۰۰ قطعه میکروپلاستیک در سال مصرف کند. در حال حاضر، هیچ کس نمی‌داند که این موضوع چه خطری ممکن است ایجاد کند.

دانشمندان ایده‌هایی در مورد نحوه پاکسازی این آشفتگی دارند. پروژه بلندپروازانه پاکسازی اقیانوس با هدف به دام انداختن زباله‌های پلاستیکی از تکه زباله بزرگ اقیانوس آرام انجام شده است. میکروب‌ها یا کرم‌های که میل به خوردن، پلاستیک دارند ممکن است روزی از محل دفن زباله تغذیه کنند؛ و فناوری نانو جدید می‌تواند به تجزیه میکروپلاستیک‌ها در محیط کمک کند.

اما بسیاری از این طرح‌ها هنوز بسیار عملی نیستند. به گفته محققان، بهترین راه برای کمک به زمین این است که در وهله اول عادت خرید این همه پلاستیک و سپس ریختن آن را کنار ترک کنیم.

آیا بازیافت راه‌حل مناسبی‌ست؟

معمولاً تنها دو نوع پلاستیک در ایالات متحده بازیافت می‌شود. یکی نوع مورد استفاده در بطری‌های نوشابه است؛ که PET نامیده می‌شود (مخفف پلی اتیلن ترفتالات)، دیگری پلاستیکی است که در کوزه‌های شیر و ظروف شوینده قرار دارد. این پلی اتیلن با چگالی بالا یا HDPE است. این پلاستیک‌ها در مجموع تنها بخش کوچکی از زباله‌های پلاستیکی را تشکیل می‌دهند. به گفته آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده، تنها در سال ۲۰۱۸، ایالات متحده ۲۷ میلیون تن پلاستیک را دفن کرد. تنها ۳ میلیون تن بازیافت شد.

پایین بودن نرخ بازیافت فقط یک مشکل در ایالات متحده نیست. تنها ۹ درصد از کل زباله‌های پلاستیکی جهان بازیافت شده است. دوازده درصد سوخته است. هفتاد و نه درصد روی زمین یا در آبراهه‌ها انباشته شده است. محققان این تخمین‌ها را در سال ۲۰۱۷ در Science Advances گزارش کردند.

حتی وقتی پلاستیک بازیافت می‌شود، چندان خوب نیست. بازیافت قوام یک پلاستیک را تغییر می‌دهد؛ بنابراین پلاستیک‌های بازیافت شده باید با مواد جدید مخلوط شوند تا محصولات محکم تولید شوند. علاوه بر این، بازیافت دسته‌ای از پلاستیک‌های رنگی مختلف با هم مخلوطی تیره ایجاد می‌کند. این بدان معناست که بسیاری از پلاستیک‌های بازیافتی فقط می‌توانند برای ساخت اقلامی که رنگ آن‌ها مهم نیست، مانند نیمکت و سطل زباله استفاده شوند.

بازیافت پلاستیک به وضوح جای پیشرفت زیادی دارد و با انباشته شدن پلاستیک در همه جا از قله‌های کوه تا کف دریا، نیاز مبرم به بازیافت بهتر وجود دارد. خوشبختانه شیمیدانان سراسر جهان در این مورد مشارکت دارند. برخی تلاش می‌کنند بازیافت انواع بیشتری از پلاستیک را آسان‌تر کنند. دیگران تلاش می‌کنند پلاستیک بازیافتی را به محصولات مفیدتری تبدیل کنند. هر دو استراتژی می‌توانند مقدار پلاستیک را در محل‌های دفن زباله یا اقیانوس‌ها کاهش دهند.

یک چالش بزرگ برای بازیافت این است که هر نوع پلاستیکی باید جداگانه پردازش شود. جفری کوتس، شیمیدان در دانشگاه کرنل در ایتاکای نیویورک می‌گوید: "بیشتر پلاستیک‌ها مانند روغن و آب هستند. پلاستیک‌ها فقط با هم ترکیب نمی‌شوند. به عنوان مثال، یک ظرف شوینده را در نظر بگیرید. کوزه ممکن است پلاستیک HDPE باشد، اما درپوش آن پلی پروپیلن است. اگر یک کارخانه بازیافت این دو پلاستیک را با هم ذوب کند و سعی کند از مخلوط یک بطری جدید بسازد، چه اتفاقی می‌افتد؟ این یک شکست واقعی‌ست و کاملاً بی ارزش است. "

به همین دلیل است که تمام پلاستیک موجود در سطل بازیافت ابتدا به تاسیسات بازیابی مواد می‌رود. در آنجا مردم و ماشین‌ها سطل زباله را مرتب می‌کنند. سپس پلاستیک‌های مرتب شده شسته، خرد شده، ذوب شده و دوباره قالب بندی می‌شوند. این سیستم برای موارد ساده مانند بطری‌های نوشابه و کوزه‌های شیر به خوبی کار می‌کند. اما برای مواردی مانند ظروف خوشبو کننده کار نمی‌کند. یک بطری، درپوش و میل لنگ خوشبوکننده می‌تواند پلاستیک‌های متفاوتی باشد.

جدا کردن نایلون بسته بندی مواد غذایی از لایه‌های پلاستیکی مختلف حتی سخت‌تر است. سالانه ۱۰۰ میلیون تن از این نایلون‌ها در سراسر جهان ساخته می‌شود. جورج هوبر، مهندس شیمی در دانشگاه ویسکانسین-مدیسون می‌گوید: این نایلون‌ها همه به محل دفن زباله می‌روند.

هوبر و همکارانش راهی برای مرتب سازی این مخلوط‌های مزاحم از پلاستیک پیدا کردند. محققان از مایعات مختلف برای حل قطعات مختلف پلاستیکی روی یک مورد استفاده می‌کنند. ترفند انتخاب مایعات مناسب برای حل کردن یک پلاستیک در یک زمان است. این استراتژی در ۱۸ نوامبر گذشته در Science Advances شرح داده شد.

تیم هوبر این تکنیک را روی یک نایلون بسته بندی مواد غذایی آزمایش کرد. این نایلون شامل سه پلاستیک بود: پلی اتیلن، PET و اتیلن وینیل الکل یا EVOH. محققان ابتدا نایلون را به مایع به نام تولوئن (TAHL-you-een) هم زدند؛ که لایه پلی اتیلن را حل کرد. سپس، تیم هوبر فیلم را در ماده شیمیایی دیگری فرو برد تا EVOH را از بین ببرد. محققان نایلون باقی مانده PET را بیرون آوردند و کنار گذاشتند. برای بازیابی دو پلاستیک دیگر از مایعات، محققان مواد شیمیایی "ضد حلّال" را مخلوط کردند. این مواد شیمیایی باعث شد که مولکول‌های پلاستیکی که در مایعات حرکت می‌کنند به هم چسبیده و بعداً بتوان آن‌ها را صید کرد.

ساخت مخلوط پلاستیک؛ نور امیدی در این مسیر

ممکن است میانبر‌هایی برای بازیافت مخلوط‌های مرتب نشده پلاستیک وجود داشته باشد. مواد شیمیایی به نام "سازگار کننده" به ترکیب پلاستیک‌های مختلف کمک می‌کند. هیچ ماده شیمیایی وجود ندارد که اجازه دهد هر نوع پلاستیکی مخلوط شود. اما تیم کوتس یکی را با ترکیب پلی اتیلن و پلی پروپیلن ساخته است. این می‌تواند بازیافت را بسیار ساده‌تر کند. این دو پلاستیک بخش عمده‌ای از زباله‌های پلاستیکی جهان را تشکیل می‌دهند.

سازگار کننده جدید شامل مولکول‌های طراحی شده ویژه است. هر مولکول دارای چهار قطعه است. دو قطعه پلی اتیلن متناوب با دو قطعه پلی پروپیلن. این بخش‌ها به مولکول‌های پلاستیکی از همان نوع در مخلوط می‌چسبند. گویی پلی اتیلن از لگو و پلی پروپیلن از دوپلوس ساخته شده است. مولکول سازگار کننده مانند یک اتصال دهنده است که برای هر دو نوع بلوک مناسب است. این امر به پیوند مولکول‌های پلی اتیلن و پلی پروپیلن کمک می‌کند. محققان این کار را در سال ۲۰۱۷ در Science گزارش دادند.

اولین آزمایش این سازگارکننده شامل استفاده از آن به عنوان چسب بود. تیم کوتس یک لایه شیمیایی را بین یک نوار پلی اتیلن و یک نوار پلی پروپیلن پخش کرد. سپس، محققان سعی کردند پلاستیک‌ها را جدا کنند. این دو پلاستیک معمولاً به راحتی جدا می‌شوند. اما با چسب بین آن‌ها، نوار‌های پلاستیکی قبل از مهر و موم شکسته شد.

محققان همچنین سازگار کننده خود را با مخلوط ذوب شده از دو پلاستیک مخلوط کردند. افزودن فقط ۱ درصد از ماده شیمیایی جدید، یک محصول پلاستیکی سخت ایجاد کرد.


منبع: sciencenewsforstudents.org