Биологиялык ыдыратуучу пластмассалар биологиялык же казылып алынган отундун негизинде болушу мүмкүн. Пластмассалардын жаңы түрлөрү пластикалык булгануу проблемасын чечүү үчүн акыркы жылдарда өндүрүлгөн, айрыкча табигый шарттарда, аларды бузуу үчүн зарыл болгон убакытты кыскартууга аракет кылуу. Бирок азыркы биологиялык жактан ажырай турган пластиктердин баары эле бул максатка жете элек.
Биологиялык ажыроочу пластмассалардын аныктамасы
Биологиялык ажыроочу пластмассалар – бул микробдордун аракети менен бузулуп, суу жана көмүр кычкыл газы сыяктуу табигый акыркы продуктыларды акылга сыярлык мөөнөттө өндүрүү үчүн. Толугу менен ажыроо үчүн талап кылынган убакыт материалга, температура жана нымдуулук сыяктуу айлана-чөйрөнүн шарттарына жана Биологиялык ажыроочу продуктулар институтунун (BPI 2-бет) ылайык ажыроо жерине көз каранды.
Компосттук пластмассалар – бул тез биодеградацияланып, металлдар менен булганбаган гумуска айланат. Биологиялык жактан ажырай турган бардык пластиктер компост боло бербейт; кээ бирлери гана.
Материалдар ASTM D6400 же D6868 спецификацияларына жооп бериши керек, бул жерде биологиялык ажыроочу жана компост боло алат жана деңиз чөйрөсү үчүн ASTM D7081 спецификацияларына жооп бериши керек. ASTM – дүйнөлүк продукт стандарттарынын тобу.
Биологиялык жактан бузулуучу бионегизделген полистердик пластмассалар
Өсүмдүктөрдөн алынган пластмассалар био негиздүү пластиктер деп аталат. Булардын баары биодеградацияланбайт; мисалы, бышык болуу үчүн жасалган био негизделген ПЭТ бөтөлкөлөр бар. Биологиялык ыдыратуучу биологиялык пластиктер эки материалдан жасалган: биомасса жана өсүмдүктөрдөн алынган полистер. Биологиялык полистерлердин эки түрү бар: полилактиддик кислота (PLA) жана полигидроксиалканоат (PHA).
Полигидроксиалканоат (PHA)
PHA бактериялар жана генетикалык жактан өзгөртүлгөн организмдер (ГМО) өсүмдүктөрү тарабынан табигый түрдө өндүрүлөт, бирок тамак-аш калдыктарынан өндүрүүнү сынап көрүү пландары бар. Polyhydroxybutyrate же PHB да көп колдонулган PHA бир түрү болуп саналат. PHAларды жасоо кымбат, анткени бактериялардан чектелген санда гана өндүрүлөт.
- Колдонулушу:ПХАлар тамак-аш орогучтары, чөйчөктөр, табактар, кагаз жана картон үчүн каптама катары колдонулат жана "көптөгөн медициналык максаттарда, анын ичинде тигүү, марли жана дары-дармектер үчүн каптамалар" Бул тууралуу Өнөр жай жана билим берүү боюнча кызматташуу борборунун (CIEC отчету) баяндамасында айтылат. Ал азыркы учурда колдонулуп жаткан PE, PS, PVC жана PET сыяктуу негизги казылып алынган отундун негизиндеги пластикалык түрлөрүн алмаштыра алат, Bio Based Press белгилейт.
- PHA аралашкан крахмал/целлюлоза пластмассалары: Кээ бир пластикалык буюмдар толугу менен PHAдан жасалган, муну суу бөтөлкөлөрүндөгү Bio Based Press белгилейт. Бирок, PHA өндүрүү кымбат болгондуктан, аны үнөмдөө үчүн крахмал жана целлюлоза менен аралаштырышат. Бул Дартмут бакалавриат илимий журналына (DUJS) ылайык ажыроо ылдамдыгын жогорулатуунун кошумча артыкчылыгы бар.
- Биодеградация: Микробдорго жана козу карындарга бай чөйрөлөрдө, өзгөчө топуракта толук компост боло алат. Бул микробдор ферменттердин жардамы менен PHA-ны талкалайт. Деградацияга керектүү убакыт айлана-чөйрөдөгү микробдордун концентрациясына жараша болот.
- PHA короолордо чиритүү үчүн эки ай талап кылынат, деп билдирет Bio Based Press.
- Чыруу ылдамдыгы алты айдан кийин 50% дан азыраак бузулган деңиз сууларында бир топ жайыраак болот CalRecycle (6-бет). PHA алты айдын ичинде 30% ажыроону көрсөтүү менен ASTM D7081 сынагынан өттү (7-бет).
Полилактид кислотасы (PLA)
DUJS PLA бактериялар ачытуу жолу менен жасалган термопластика экенин түшүндүрөт. PLA чынында көптөгөн сүт кислотасы молекулаларынын узун чынжыр болуп саналат. Сүт кислотасын өндүрүү үчүн көптөгөн арзан каражаттар бар болгондуктан, аларды полимерлештирүү же бириктирүү керек. Ошондуктан, PLA PHA караганда арзаныраак. Бирок, PLA морт жана анын колдонулушу PHAга караганда чектелген. Өндүрүүчүлөр бул көйгөйдү кошумчаларды же полимерлерди кошуу менен чечишет.
- Колдонулушу: Ал азык-түлүк баштыктарына, тамак-аш таңгактарына, бөтөлкөлөргө, чыныларга жана табактарга жасалат. Кислоталардын катышуусунда жакшы чиригендиктен, CIEC отчетунда 90 күндөн кийин эриген медициналык тигүү жана пластиналар сыяктуу кээ бир медициналык колдонмолордо колдонулат. Ал объекттерди 3D басып чыгарууда да колдонулат.
- PLA жана полимер аралашмасы: DUJS ылайык сапаттарын жакшыртуу үчүн PHA да кайра жаралуучу булактардан алынган полимерлер менен аралаштырылышы мүмкүн.
- Биодеградация: Короодо PLA оңой компосттолуп болбойт, анткени бул чөйрөдө керектүү температура жана суунун деңгээли жок.
- PLA топуракта бузулушу үчүн алты-12 ай талап кылынышы мүмкүн.
- PLA коммерциялык объектилердин деградациясын үч-алты ай талап кылат, деп белгилейт World Centric.
- Кычкылтектин катышуусунда ажыроо болгондо, акыркы продуктылар көмүр кычкыл газы жана суу болуп саналат.
- Эгер PLA деградациясы кычкылтексиз полигондордо жүрсө, ал метан газын өндүрөт, ал айлана-чөйрөгө көмүр кычкыл газы Американын химиялык коому чыгаргандан (2-бет) караганда 20 эсе көбүрөөк зыян келтирет.
- PLA ASTM D7081 сынагынан өткөн жок, анткени CalRecycle (7-бет) боюнча алты айдан кийин деңиз сууларында 3% гана чирип кеткен.
PLA топуракта же деңиз суусунда тез чирибегендиктен, бул таштандыда көйгөй жаратышы мүмкүн.
Биомассанын негизиндеги биологиялык жактан ажырай турган пластмассалар
Биомассанын негизиндеги пластмассалар өсүмдүк калдыктарынан алынган крахмалдан жана целлюлозадан, ошондой эле дарактардын жыгачынан жасалат.
Целлюлоза ацетаты
Целлюлоза ацетаты (CA) - бул өсүмдүктүн ар бир бөлүгүндө кездешүүчү целлюлозадан алынган синтетикалык продукт. 2018-жылдагы илимий басылмага ылайык, целлюлоза учурда пахтадан, жыгачтан жана өсүмдүк калдыктарынан колдонулат. Бул калыпка салынган катуу пластмассаларды, тамеки фильтрлерин, каптоолорду, фотопленкаларды жана фильтрлерди түзүү үчүн колдонулушу мүмкүн. Целлофан - целлюлозадан өндүрүлгөн биологиялык ыдыратуучу пленка. Phys.org сайтына ылайык, сууга чыдамдуу жана биологиялык жактан ажырай турган калдыктар жана жыгач материалдарынан жаңы пластикалык пленкаларды табуу боюнча жаңы изилдөөлөр жүрүп жатат.
Биологиялык ажыроочулук: Изилдөөлөр көрсөткөндөй, CA табиятта 18 айдан кийин бузулуп, салмагынын 70% га азаят.
Крахмал
2017-жылдын кароосунда крахмал термопластика алуу үчүн жылуулук, суу жана пластификаторлор менен иштетилет. Анын күчүн жогорулатуу үчүн башка материалдардан жасалган толтургучтар менен айкалышат. Крахмалдын негизги булактары - жүгөрү, буудай, картошка жана маниок. Бул пластмасса таңгактарда, баштыктарда жана айыл чарба пленкаларында, идиш-аяктарда, гүл идиштерде колдонулат жана таңгактарды жана керектөө буюмдарын жасоо үчүн калыпка салынат. Тамак-аш пакеттөө форумуна ылайык, полистирол (PS) үчүн альтернатива катары каралат. Биологиялык жана кадимки пластмассаларга крахмал кошулат, аларды биологиялык жактан ыдыратуучу кылуу үчүн 2017-жылы Физикалык отчетто белгиленет.
Биологиялык ажыроочулук: Крахмалдын негизиндеги пластмассалар компост боло алат же биологиялык жактан ажырай алат. Компост боло турган варианттар өнөр жай объектилеринде бузулушу үчүн 90 күн керектелет, ал эми биологиялык жактан 46% бузулушу үчүн 100 күн, ал эми толук бузулушу үчүн эки жылга чейин талап кылынат.
Фоссилдик отундун негизиндеги биологиялык жактан ажырай турган пластмассалар
Биопластика боюнча колдонмого ылайык, биологиялык жактан ажырай турган бир нече жаңы казылып алынган отун пластиктери бар. Эң кеңири тарагандары: полибутилен сукцинаты (PBS), поликапролактон (ПКЛ), полибутират-адипаттерефталат (PBAT) жана поливинил спирти (PVOH/PVA).
- PBAT - күйүүчү майдын туундуларынан өндүрүлгөн жана кээде крахмал менен бирге колдонулган полимер. Бул полимерди кайра жаралуучу булактардан өндүрүү боюнча аракеттер көрүлүүдө. Биопластика боюнча жетекчилик аны LDPE жана HDPE алмаштыруучу катары көрүшөт. Таштанды баштыктарын, таңгак пленкаларын, бир жолу колдонулуучу таңгактарды жана идиш-аяктарды (чыны, идиш ж.б.) жасоо үчүн колдонулат. Ал биологиялык жактан ажыроочу гана эмес, компостто да жарактуу.
- PCL – компостталуучу баштыктарды жасоо үчүн медициналык колдонууда (тигүү жана жипчелер), беттик жабуу, бут кийим жана булгаары үчүн жабышчаак, бут кийим үчүн катуулагыч жана ортопедиялык шпинат. Бул пластик ачыткылар менен чирип кетиши мүмкүн. Бул материалдан жасалган пленкалардын 90% дан ашыгы жана көбүктүн 40% 15 күндө бузулушу мүмкүн.
- PBS - казылып алынуучу отундардан өндүрүлгөн чайыр же Succinity боюнча биологиялык негизде да болушу мүмкүн (1, 5-бет). Анын сапатын жакшыртуу үчүн башка био негизделген полимерлер же жут сыяктуу жипчелер менен айкалыштырса болот. PBS тамак-аш таңгактарын, тейлөө буюмдарын, айыл чарба мульчаларын, идиштерди, жалаяк сыяктуу гигиеналык каражаттарды жана балык уулоочу торлорду жасоо үчүн колдонулат.
- PVOH – LDPE жана HDPEди алмаштыра ала турган таңгактоочу пленкаларды жасоо үчүн колдонула турган чайыр. Тамак-аш пакеттөө форумуна ылайык, анын башка маанилүү колдонмолору кагаз жана картон өндүрүү үчүн жабуулар жана кошумчалар болуп саналат.
Отундун негизиндеги төрт пластиктин баары тең InnProBio (4-бет) боюнча өнөр жай компостунда үч айда, короодогу компостто бир жылда жана топуракта/полигондордо бир-эки жылда биодеградацияланат (4-бет).
Кайра иштетүү жана компосттоо
Ар кандай биологиялык чирип кетүүчү пластмассалардын касиеттерин алардын жашоо циклинин аягында дарылоо үчүн эстен чыгарбоо керек, деп Айлана-чөйрөнү коргоо агенттиги (EPA) эскертет.
- EPA биологиялык чирип кетүүчү пластмассаларды кадимки пластмассаларды кайра иштеткен урналарга кошууга болбойт, анткени алар ар кандай материалдардан жасалган. Бул бионегизделген жана казылып алынган отун түрлөрүнө да тиешелүү.
- Пластмассалар биологиялык жактан ажыроочу жана компост боло турган деп белгиленгенине карабастан, алардын көбү коммерциялык компост жасоочу жайларда жеткиликтүү шарттарда гана бузулушу мүмкүн; жакынкы компост заводу тууралуу маалымат алуу үчүн жергиликтүү кайра иштетүү агенттиктерине кайрылыңыз. 2017-жылы АКШда ушундай 200 гана объект болгон, ошондуктан мындай борборлорду көбөйтүү керек.
- Башкаларды компост урналарына салаардан мурун продукт нускамаларын аткарып, үй шартында компосттоого болоорун ырастаңыз.
- Биологиялык ажыроочу пластмассадан материалды кайра иштетүү аркылуу кайра иштетүү мүмкүн эмес, анткени шарт жок.
Натыйжалуу сегрегация, чогултуу жана деградация биологиялык негиздеги жана биологиялык жактан ажырай турган пластмассалардан пайдалануу үчүн зарыл. Ал жок болгон учурда биологиялык жактан ажырай турган пластмассалардын көбү таштанды полигондоруна түшүп калат.
Биологиялык ажыроочу пластмассалардын келечеги
Пластмассалардын биологиялык ажыроочу табияты, эгерде алар туура утилизацияланбаса, пластиктин булгануусу көйгөйүн чече албайт. Ошондой эле керектөөчүлөрдүн жүрүм-туруму дагы эле керектөөнү кыскартууга же пластмассаны кайра иштетүүгө көңүл бурушу керек, бул кадимки күйүүчү отун пластиктеринен биологиялык жактан ажырай турган пластмассага өзгөрүү.
