تطور جديد يجعل من الممكن تحويل الأكياس البلاستيكية من النفايات الملوثة إلى غراء - هل هذه فكرة ستنجح في الحد من الأضرار البيئية المستمرة للبلاستيك ذو الاستخدام الواحد؟
بقلم سيمي شاور، أنجل – وكالة أنباء العلوم والبيئة
وفي يناير 2021، أعلنت وزارة حماية البيئة أنها تعمل بالتعاون مع هيئة الطبيعة والمتنزهات على تعزيز حظر إدخال الأواني التي تستخدم لمرة واحدة إلى المحميات الطبيعية والمتنزهات الوطنية. وفي نفس الوقت تقريبًا، أصدرت شركة كوكا كولا العالمية بيانًا قالت فيه: التوقف عن استخدام البلاستيك في زجاجات المشروبات الخاصة بها حتى عام 2030، وأن منتجاتها ستباع في زجاجات ورقية، والتي تخضع حاليًا لسلسلة من الاختبارات والتجارب.
إذا كانت الحكومة الإسرائيلية وواحدة من أكبر الشركات في العالم (والمنتج الثقيل للمنتجات البلاستيكية بالطبع) تدركان بالفعل أن استخدام البلاستيك ذو الاستخدام الواحد هو أحد أهم التحديات البيئية في الآونة الأخيرة، فإنها ربما حان الوقت للعمل. فقط للتوضيح، حسب تقديرات الخبراء حتى عام 2050 وزن البلاستيك في المحيطات قد يفوق وزن الأسماك من بينها - هذا إذا لم يكن هناك تغيير كبير في سياسة إنتاج ومعالجة البلاستيك.
هل يمكن أن يقدم تطور أمريكي جديد يقترح تحويل الأكياس البلاستيكية إلى غراء حلاً مبتكراً للمساعدة في تقليل كمية النفايات البلاستيكية؟
من أكبر المشاكل في مجال معالجة النفايات البلاستيكية أن عملية إعادة تدوير المادة مكلفة، وتتطلب طاقة ومياه ونقل، وهو ما له تكلفة بيئية كبيرة. ومن ناحية أخرى، لا يزال إنتاج البلاستيك الجديد من النفط رخيصًا ومتوفرًا. "هناك منتجات، مثل العوارض البلاستيكية المستخدمة للتخييم، يمكن تصنيعها من أنواع مختلفة من البلاستيك التي يتم دمجها معًا - سواء كانت عبوات لمواد التنظيف أو أكواب منزلية أو أجزاء الأنابيب"، يوضح البروفيسور أوفيرا إيلون من معهد شموئيل نعمان في التخنيون ومن قسم إدارة الشحن الطبيعي والبيئي في جامعة حيفا . "ومع ذلك، لإنتاج العديد من المنتجات الأخرى، مثل زجاجات الكاتشب المعاد تدويرها، من الممكن استخدام مادة خام موحدة فقط. ولهذا السبب، من الضروري فصل النفايات حسب أنواع البلاستيك المختلفة، ما يجعل العملية أكثر تكلفة".
عادة ما تكون الأكياس البلاستيكية مصنوعة من مادة البولي إيثيلين، وهو نوع من البلاستيك حوالي ثلث جميع البلاستيك الذي يتم إنتاجه في العالم. ووفقا لإيلون، فإن عملية إعادة تدوير البولي إيثيلين ليست مجدية اقتصاديا. وتقول: "إن أكياس البولي إيثيلين هي مادة خام رديئة، مما يجعل عملية إعادة التدوير أكثر رديئة". "لذلك، لا يتم إعادة تدوير أي أكياس تقريبًا هذه الأيام."
من البلاستيك الصلب إلى المواد اللزجة
בالدراسة الجديدةيقترح الباحثون، الذي نُشر مؤخرًا في مجلة Chem، تحويل النفايات البلاستيكية إلى منتج قيم - الغراء - من خلال عملية كيميائية طوروها، والتي تجعل البولي إيثيلين يعمل كغراء يلتصق بالمعادن. وكجزء من العملية، أضاف الباحثون مجموعات الهيدروكسيل إلى البولي إيثيلين: ذرة أكسجين وذرة هيدروجين مرتبطتان ببعضهما البعض وترتبطان بذرات أخرى - مثل الكربون، الذي تشكل آلاف ذراته المرتبطة بسلسلة يصل البوليمر مثل البولي ايثيلين. ولهذا استخدموا محفزًا (محفزًا، مادة قادرة على تسريع التفاعلات الكيميائية) يعتمد على الروثينيوم - وهو معدن صلب مقاوم لدرجات الحرارة المرتفعة (مثل تلك التي يتم فيها صهر البلاستيك كجزء من تحوله إلى غراء).
وأثناء تطوير الطريقة اكتشف الباحثون أيضًا أن إضافة كمية صغيرة من الكحول إلى المادة يزيد من لزوجتها 20 مرة، وقد أجرى الباحثون تغييرات كيميائية في أقل من 10 بالمائة من بوليمر البولي إيثيلين - لكن هذا كان كافيًا لتحويلها من مادة البولي إيثيلين إلى مادة البولي إيثيلين. البلاستيك الصلب إلى مادة لزجة.
وبحسب الباحثين، فإن تحويل البولي إيثيلين إلى مادة لزجة لا يضر بخصائصه الأخرى المفيدة في الصناعة، مثل القدرة على معالجته وثباته الحراري وخواصه الميكانيكية. على عكس البولي إيثيلين العادي، يمكن طلاء المادة المطورة باستخدام طلاء اللاتكس المائي.
الألعاب وزراعة الركبة وطلاء الأسلاك الكهربائية
من المسلم به أن عملية تحويل الأكياس البلاستيكية إلى غراء لم تثبت حتى الآن أنها مربحة على المستوى الصناعي، لكن الباحثين يعتقدون أنه يمكن تحسينها، وأنها يمكن أن تكون نقطة انطلاق لإضافة خصائص أخرى مفيدة للبولي إيثيلين، إلى جانب ذلك. لزوجة. قد يشير نجاح الباحثين إلى أن المحفزات الأخرى يمكن أن تغير خصائص أنواع أخرى من البلاستيك (مثل مادة البولي بروبيلين، التي تستخدم في صناعة الزجاجات البلاستيكية المعاد تدويرها)، مما قد يسمح في المستقبل بإنتاج منتجات مفيدة إضافية ذات قيمة اقتصادية من البلاستيك المستخدم.
ووفقا للباحثين، فإن مادة البولي إيثيلين القادرة على الالتصاق بالمواد قد تكون مفيدة لأغراض عديدة، بدءًا من تحسين زراعة الركبة والورك الاصطناعية، والتي غالبًا ما تكون مصنوعة من مادة البولي إيثيلين الممزوجة بمكونات معدنية، مرورًا بتغليف الأسلاك الكهربائية إلى إنتاج ألعاب أكثر متانة من مركبات البلاستيك والمعدن.
منع المشكلة في المصدر
قد يساعد التطوير الجديد، إذا أصبح تجاريًا، في حل مشكلة نفايات الأكياس البلاستيكية، حتى لو بطريقة جزئية ومحلية للغاية. ومع ذلك، وفقًا لإيلون، من أجل فهم مدى المساهمة البيئية للعملية بشكل صحيح، يجب إجراء تحليل دورة الحياة لها - أي تقييم شامل للأثر البيئي للمنتج طوال حياته (من إنتاج المواد الأولية التي يحتاجها، وذلك من خلال إنتاجها واستخدامها فيها حتى نهاية عمرها كنفايات). وتقول: "إذا تم أخذ كل هذا التأثير في الاعتبار، وتبين أن العملية ستكون جديرة بالاهتمام من الناحية البيئية، فقد تكون حلاً جيدًا".
وينضم هذا التطوير الجديد إلى العديد من الأفكار الإبداعية الأخرى التي ظهرت مؤخرًا، والمصممة لتقليل كمية النفايات البلاستيكية التي ننتجها. على سبيل المثال، بشهر والذي يتم تنفيذه حاليًا في جامعة بن غوريون، بالتعاون مع شركة إعادة التدوير البرتغالية Ecoibéria، تم العثور على بكتيريا قادرة على تفكيك PET (البولي إيثيلين تيريفثاليت) إلى مونومرات - الوحدات الفرعية التي تتكون منها، بهدف إعادة استخدامها منها كمواد خام لإنتاج المنتجات البلاستيكية الأخرى. وفي الوقت نفسه، يتطور الباحثون في السويد حاليًا العمليات الصناعية والتي من خلالها سيكون من الممكن تحويل النفايات البلاستيكية إلى مادة خام للمنتجات البلاستيكية الجديدة.
ومع ذلك، يؤكد إيلون أنه في النهاية، فإن الحل الأفضل لمشكلة النفايات البلاستيكية هو ببساطة إنتاج كميات أقل منها. وتقول: "في كثير من الأحيان، يشعر الأشخاص الذين يلقون نفاياتهم البلاستيكية في سلة إعادة التدوير أنه بفضل هذا "يُسمح لهم" بإهدار البلاستيك". "ومع ذلك، من الأفضل دائمًا منع المشكلة في بداية خط الأنابيب - وفي هذه الحالة، استخدام عدد أقل من الأكياس والمنتجات البلاستيكية من البداية."
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
