Плюсы и минусы пластика как материала

Достоинства пластика

Столь широкое применение и распространение пластиковые изделия получили благодаря сочетанию высоких эксплуатационных и эстетических качеств, долговечности и ценовой доступности. Современные технологии позволяют производить несколько десятков видов пластмасс, которым можно придавать те или иные характеристики путем использования различных реагентов и добавок.

Среди важных конструктивных достоинств пластиков, благодаря которым они находят широкое применение в автомобильной промышленности, следует отметить следующие.

• Высокую механическую прочность и износоустойчивость. По этим показателям многие пластмассы вполне сравнимы со сталями и даже превосходят их.
• Малый удельный вес. При своей прочности пластиковые элементы существенно легче металлических аналогов, что предопределяет их использование в автомобильной промышленности (например, в роли универсальных задних брызговиков или рамок номерных знаков).
• Химическую инертность и стойкость. Пластмассы не подвергаются коррозии, а многие из них выдерживают агрессивное воздействие кислот и щелочей.
• Простоту обработки. Это позволяет изготавливать различные детали и элементы даже самых сложных форм с минимальными трудозатратами за один прием, например, методом литья пластмасс.
• Высокие декоративные характеристики. Пластиковым изделиям, например, рамкам для номеров, можно придать практически любую текстуру и фактуру, а также цвет – путем последующего окрашивания.

Кроме того, многие пластики, в том числе, вспененные обладают хорошими звукоизоляционными свойствами и способны поглощать вибрации, что также актуально для автопроизводства. К тому же почти все виды пластмасс могут использоваться для повторной переработки.

Недостатки пластмасс

У пластиков не так много недостатков, но они есть. В первую очередь, это небольшой диапазон температурной стабильности. При повышении температур пластики плавятся, теряя форму. Лишь некоторые виды пластмасс способны выдерживать нагрев выше 80-100°C. При отрицательных температурах пластиковые изделия становятся хрупкими, теряют упругость, подвергаются растрескиванию и разрушению даже при незначительных механических воздействиях.

Термоэластопласт – пластик без недостатков

Термоэластопласт – синтетический полимер, совмещающий в себе свойства пластика и резины. Он не теряет упругости при низких температурах и сохраняет свою форму при высоких. Кроме того, материал обладает высокой прочностью и износоустойчивостью. Из него часто изготавливают автомобильные аксессуары, передние брызговики и многие другие конструктивные элементы.

Важным достоинством термоэластопласта является также его экологическая безопасность. Он не выделяет вредных веществ даже под воздействием высоких температур. А производство его может быть налажено из вторсырья. Так, например, на заводе компании «АЕР» осуществляется производство рамок для номеров и других автомобильных аксессуаров из отходов пластика. Вторичная переработка не только позволяет минимизировать экологические последствия, но и снижает стоимость продукции, что положительно сказывается на ее конкурентоспособности.

Как производится пластик? Упрощенный процесс производства пластмасс

Август 17th, 2022 по Admin

Как делают пластик?

Пластик является одним из самых широко используемых материалов в мире. Полимер используется в различных областях, начиная от упаковки пищевых продуктов и заканчивая строительством. Синтетический пластик производится из природного газа, которого в изобилии можно найти по всему миру.

Пластик — это то, с чем мы очень хорошо знакомы. Но что именно? Какие существуют типы? Как производят пластик? В этом блоге давайте подробно рассмотрим все, что вам нужно знать о производстве пластика, его переработке и загрязнении пластиком.

Процесс производства пластика упрощен

Пластик — это предмет, который захватил все сферы нашей жизни и проник во все возможные отрасли. Первоначально это рассматривалось как изобретение, которое действительно сделало жизнь людей проще и удобнее. Но с годами тот же пластик стал отравой нашего существования. Чтобы понять пластиковую проблему во всей ее полноте, необходимо в первую очередь понять, как изготавливаются пластмассовые изделия.

Существует два основных способа синтеза пластмасс: они могут быть синтетическими или получены из возобновляемых биопродуктов. Синтетические пластмассы производятся из сырой нефти, природного газа или угля. В наиболее популярном сценарии пластмассы получают из сырой нефти, поскольку это наиболее рентабельный способ выполнения работы.

Но мы также должны отметить, что это также самый вредный способ получения пластика. В зависимости от того, как пластмассы взаимодействуют друг с другом, существует в основном шесть типов пластиков: термопласты, термореактивные пластмассы, аморфные пластмассы, полукристаллические пластмассы, гомополимеры и сополимеры.

Что является основным ингредиентом пластика?

В этой статье для удобства речь пойдет только об искусственно синтезированных пластиках. Основными ингредиентами этих пластмасс являются сырая нефть, уголь и природный газ. Чтобы закупать эти материалы, необходимо много заниматься добычей полезных ископаемых.

Первый шаг перед тем, как мы на самом деле приступим к процессу изготовления пластика, — это перегонка сырья, чтобы вы могли получить необходимое вам единственное соединение и отделить ненужное от него. Этот процесс происходит на нефтеперерабатывающем заводе в массовом масштабе. Их также называют нефтеперерабатывающими заводами или нафтой. Этот процесс является ключевым в производстве пластика.

Как изготавливают пластик из сырья?

В этом разделе статьи мы дадим пошаговый процесс, который используется для изготовления пластика на промышленном уровне.

 

1. Извлечение сырья

Чтобы сделать пластик, первым требованием является закупка сырья. Это сырье включает уголь, сырую нефть и природный газ. Закупить их — это только первый шаг.

2. Очистка, чтобы избавиться от нежелательных частиц

После того, как сырье было закуплено, его нельзя сразу использовать. Он смешан с большим количеством примесей, которые необходимо отфильтровать. Этот процесс фильтрации и очистки происходит на нефтеперерабатывающих заводах. Проще говоря, добытая сырая нефть поступает на нефтеперерабатывающий завод, где она разлагается на различные нефтепродукты. Из этого процесса рафинирования мы можем получить мономеры, которые помогают нам в производстве пластмасс.

Эти мономеры также являются строительными блоками пластиковых полимеров. Вам может быть интересно, как происходит процесс очистки — вся сырая нефть помещается в печь и нагревается. После этого он отправляется в установку для перегонки. В этой перегонной установке вся сырая нефть разбивается на более мелкие и легкие соединения, называемые фракциями. Из всех получаемых фракций наиболее важной для процесса изготовления пластика является нафта.

3. Полимеризация

Это, наверное, самая сложная часть производственного процесса. В этой части процесса такие соединения, как этилен, пропилен, бутилен и т. Д. Превращаются в полимеры с более высокой молекулярной массой. Это также означает, что первоначально мономеры превращались в полимеры. Вот почему этот шаг называется полимеризация. При производстве пластмасс происходит два типа полимеризации:

> Аддитивная полимеризация. В этом типе полимеризации один мономер соединяется со следующим (димером), и цепочка продолжается. По сути, вы продолжаете добавлять больше мономеров к исходному. Для облегчения такого типа полимеризации используется катализатор. Наиболее распространенным катализатором является перекись. Примерами пластмасс, в которых используется дополнительная полимеризация, являются полиэтилен, полистирол и поливинилхлорид.

> Конденсационная полимеризация. Этот тип полимеризации включает соединение 2 или более различных мономеров. Процесс конденсации происходит потому, что более мелкие молекулы, такие как вода, удаляются. Этому процессу также способствуют катализаторы. Примерами пластиков, полученных путем конденсационной полимеризации, являются полиэстер и нейлон.

4. Составление и обработка

Процесс рецептура включает в себя плавление и смешивание различных материалов с образованием единого материала, в данном случае пластика. Затем смесь превращается в гранулы, которые могут быть отлиты в различные предметы в соответствии с потребностями производителя. Эти гранулы могут быть разных цветов, непрозрачности и формы. Все это делается на машине.

Переработка пластика из сырой нефти

Хотя на вопрос «Как производится пластик?» существуют разные ответы. мы рассмотрим один из распространенных способов: из сырой нефти.

Извлечение масла

Первым шагом в этом процессе является добыча сырой нефти из-под земли. Чтобы буровая установка была эффективной, она должна использовать различные инструменты, находящиеся в ее распоряжении. Сюда могут входить буровые долота, разработанные специально для определенных типов горных пород или почвы, в зависимости от типа участка, на котором производится бурение.

После извлечения тяжелую сырую нефть необходимо транспортировать на нефтеперерабатывающий завод для дальнейшей переработки в пластмассы.

Очистка масла

После того, как сырая нефть извлечена из-под земли, ее необходимо очистить, прежде чем ее можно будет использовать в любом процессе производства пластика. Переработка представляет собой сложный процесс, который включает перегонку сырой нефти в различные продукты, такие как бензин, дизельное топливо, топливо для реактивных двигателей и печное топливо. НПЗ бывают двух типов: интегрированные и традиционные. Интегрированные нефтеперерабатывающие заводы — это крупные предприятия, где все этапы переработки сырой нефти происходят на одной площадке. Напротив, обычные нефтеперерабатывающие заводы перерабатывают только определенные части сырой нефти, такие как бензин или дизельное топливо, а другие части отправляют на другие нефтеперерабатывающие заводы для дальнейшей переработки.

Фракционная перегонка

Фракционная перегонка предполагает нагревание смеси до тех пор, пока некоторые компоненты не начнут кипеть.

Этот процесс происходит в колонне фракционной перегонки, где сырая нефть разделяется на различные компоненты путем ее кипячения с паром, а затем охлаждения смеси ниже точки кипения, поэтому она снова конденсируется в жидкость. Полученная жидкость затем разделяется на различные фракции в зависимости от их температуры кипения при атмосферном давлении: легкие или газообразные фракции, средние дистилляты и тяжелые дистилляты. Затем эти фракции хранятся до тех пор, пока они не потребуются для дальнейшей переработки для производства пластика или в целях транспортировки.

Крекинг углеводородов

Крекинг – это процесс расщепления больших молекул углеводородов на более мелкие. Это делается с помощью тепла и давления на нефтеперерабатывающем заводе, известном как катализаторы. Крекинг — это химический процесс, который включает разрыв связей между атомами углерода в молекулах с длинной цепью. Существует два типа крекинга: каталитический крекинг и паровой крекинг.

Крекинг нефтепродуктов, таких как сырая нефть, позволяет использовать их в различных социальных целях. Чаще всего крекинг используется для производства синтетических нефтепродуктов, таких как пластмассы, клеи, текстиль и химикаты, используемые в производстве автомобилей и потребительских товаров.

полимеризация

Полимеризация происходит, когда две или более молекулы соединяются вместе в результате химической реакции. Когда эти молекулы соединяются вместе, они образуют полимеры. Полимерные цепи также могут быть образованы из одной молекулы, если она разбита на более мелкие единицы, называемые мономерами. Эти мономеры затем соединяются вместе с другими мономерами с образованием конечного продукта полимерной цепи.

Прямая полимеризация включает высокую температуру и давление, что приводит к образованию длинных цепочек молекул, образующих желаемый продукт. Косвенная полимеризация требует использования химических веществ, которые используются в качестве катализаторов реакции химических связей между мономерами и другими соединениями.

Окончательный сформированный полиэтилен превращается в гранулы, которые затем могут быть преобразованы в пластиковые изделия посредством выдувного формования, компрессионного формования, ротационного формования или литья под давлением в зависимости от применения, такого как упаковка для пищевых продуктов, пластиковые пакеты, пластиковые контейнеры и другие различные пластмассы.

Переработка пластика из природного газа

Природный газ — это ископаемое топливо, состоящее из смеси углеводородов с атомами углерода и водорода. Обычно он находится под высоким давлением в глубоких подземных резервуарах, где миллионы лет находился в ловушке слоев горных пород. Основным компонентом природного газа является метан, образованный метаногенными бактериями, обитающими в анаэробных средах, таких как болота или водно-болотные угодья. Процесс изготовления пластика из природного газа аналогичен процессу создания синтетического пластика из сырой нефти.

Удаление примесей

Первым шагом является удаление любых примесей из природного газа. Это можно сделать с помощью ректификационной колонны, которая отделяет более легкие компоненты (водород, метан) от более тяжелых (этан, пропан).

Растрескивание

Следующим шагом является преобразование этих газов в жидкую форму с помощью крекинга. Обычно используется паровой крекинг, который включает расщепление углеводородов с более высокой молекулярной массой на более мелкие посредством термической обработки при высокой температуре. Конечным продуктом этого этапа является нафта, смесь углеводородов, которую можно использовать для производства пластмасс.

полимеризация

Затем идет полимеризация: объединение мономеров с другими мономерами для создания полимеров. В этом случае этилен и пропилен объединяются в системе автоклавного реактора для создания полиэтилена (ПЭ) посредством дополнительной реакции. Полиэтилен имеет множество применений, включая изготовление пакетов или контейнеров из пластиковых материалов, которые используются для упаковки пищевых продуктов, а также используется в качестве изоляционного материала для холодильников или морозильников.

По окончании процесса полимеризации конечный продукт выглядит как порошкообразный стиральный порошок, который затем берут на формовку.

Экструзия

Затем следует экструзия: подача расплавленного пластика через трубу, разрезанную для формирования пластиковых гранул. Эти пластиковые гранулы затем используются в пластмассовой промышленности для придания формы и создания различных пластиковых материалов.

Какой был первый искусственный пластик?

Первый искусственный пластик был изготовлен в 1856 году в Великобритании Александр Паркс. Он сделал первый биопластик и назвал его паркензин. Паркензин был сделан из нитрата целлюлозы. Первый искусственный пластик был гибким, твердым и прозрачным.

Со временем в Parkensine были внесены определенные изменения, в результате чего он стал Celluloid. Это было сделано путем добавления некоторого количества камфоры в нитрат целлюлозы, используемый для изготовления паркензина. Целлулоид был обычным компонентом, используемым для изготовления бильярдных шаров.

Говоря о синтетических пластиках, Лео Бекеланд из Бельгии изобрел бакелитпластик, который имеет устойчивость к высокой температуре, электричеству и химическим веществам. Очень распространенный не проводник. Бакелит очень популярен в электронной области.

Что использовали до пластика?

Было и есть много других предметов, которые можно использовать вместо пластика. До изобретения пластика люди использовали дерево, металл, стекло, керамику и кожу. Также использовалась смола с деревьев. Резина также обычно использовалась вместо пластмассы.

Понимание индустрии пластмасс и процесса переработки пластмасс

По мере увеличения использования ограниченных ресурсов растет и наша потребность в поиске способов повторного использования и переработки этих материалов. Переработка пластмасс сама по себе стала крупной отраслью и будет только расти по мере того, как все больше людей узнают о преимуществах, которые переработка предлагает их кошелькам и окружающей среде.

Пластиковая промышленность прошла долгий путь с момента своего создания, но есть еще много вещей, которые вы, возможно, не знаете об этой важной отрасли.

Проблема с пластиковыми отходами

Многие отходы пластика не перерабатываются, потому что многие люди не осознают, насколько они вредны для окружающей среды.

Когда свалки переполнены или другие варианты недоступны, люди часто сжигают свой мусор или выбрасывают его в водоемы, включая синтетические пластмассы. Но в отличие от биоразлагаемого пластика синтетические пластики не разлагаются в земле или воде. Вместо этого они распадаются на более мелкие частицы, называемые микропластиком, который загрязняет наши земли, океаны и озера. И это становится основной причиной пластикового загрязнения.

Затем микропластики могут быть съедены рыбой и моллюсками — или даже людьми, и они становятся одной из основных причин болезней. И даже когда их сжигают в мусоросжигательных установках, в воздух выбрасываются токсичные химические вещества.

Поскольку мировой рынок пластмасс только растет, пришло время искать способы переработки пластика, произведенного на этой земле. Пластмассовая промышленность представляет собой огромную отрасль с множеством применений и приложений. Это также отрасль, которая подвергается критике за ее воздействие на окружающую среду. Использование пластика может иметь негативные последствия, когда он попадает на свалки и в океаны, где его разложение может занять столетия. Хотя существует множество альтернатив пластику, не существует идеальной замены для всех видов использования, в которых мы в настоящее время полагаемся на пластик.

Существует несколько различных типов пластмасс, которые используются для различных целей. Вот некоторые примеры:

• Полиэтилентерефталат (ПЭТ): ПЭТ используется в бутылках для воды, прозрачных пластиковых контейнерах и других упаковочных материалах.
• Полипропилен: полипропилен используется в контейнерах для йогурта, соломинках и других продуктах, таких как блистерные упаковки и крышки на флаконах с лекарствами, отпускаемыми по рецепту.
• Поливинилхлорид (ПВХ): поливинилхлорид используется в чехлах для мобильных телефонов, DVD-дисках, трубах и оконных рамах, среди многих других вещей.
• Полиэтилен высокой плотности (ПЭВП): ПЭВП используется, среди прочего, в кувшинах для молока, бутылках для шампуня и контейнерах для пищевых продуктов.

У каждого типа пластика есть свои преимущества и недостатки в отношении возможности переработки, но все они имеют одну общую черту: их нельзя разбить на более мелкие органические материалы, которые можно разложить. Так что этот пластиковый мусор может навредить каждому живому существу на земле. Чтобы избежать последствий, связанных с пластиком и выбросами токсичных химических веществ, важно искать органические альтернативы.

Альтернативы пластику

Из-за темной стороны пластика он долго разлагается и может загрязнить окружающую среду, если его не утилизировать должным образом.

Бумажные изделия

Бумага — один из старейших материалов, используемых людьми, и она все еще прочна! Это возобновляемый ресурс, который можно легко переработать или использовать повторно. Даже если вы ежедневно используете бумажные стаканчики для кофе, вы можете быть довольны тем, насколько они экологичны по сравнению с пластиковыми или пенопластовыми стаканчиками.

Ткань

Ткань – еще одна отличная альтернатива пластику. Его можно использовать повторно и стирать, поэтому нет необходимости создавать больше отходов, когда у вас есть такие варианты, как тканевые полотенца и салфетки дома или на работе.

Стекло

Стекло — еще один универсальный материал, который можно использовать практически для любого применения, где в настоящее время используется пластик. В отличие от пластиковых бутылок для воды, стеклянные полностью пригодны для вторичной переработки и никогда не исчезнут; они просто будут постоянно перерабатываться!

Помимо этого, вы можете использовать пластики на биологической основе, вещества из растительных жиров или любые другие материалы, изготовленные из возобновляемых материалов, чтобы сократить потребление пластика.

Заключение

Хотя мы понимаем, что изобретение пластика произвело революцию во многих отраслях, оно также затронуло нашу планету. Есть много альтернатив пластику, которые можно использовать в нашей повседневной жизни, например, биоразлагаемый пластик и другие органические материалы, которые не нанесут вреда жизни на Земле.

Чтобы распространить важность переработки и избавить наши свалки и океаны от пластика, Пластиковые коллекторы делают все возможное, чтобы продвигать важность переработки, а также компенсировать их усилия. Это растущий коллектив целеустремленных и трудолюбивых людей со всего мира. Сборщики пластика работают над созданием мира без пластика, мотивируя людей перерабатывать пластик и выплачивая при этом вознаграждение. Открыть знать, как вы можете присоединиться к делу.

Микропластики повсюду — но вредны ли они?

Прослушать аудиоверсию этой истории

Ваш браузер не поддерживает аудио элементы.

Download MP3

Дунжу Ли каждый день готовил обед в пластиковом контейнере в микроволновой печи. Но Ли, инженер-эколог, остановился, когда он и его коллеги сделали тревожное открытие: пластиковые контейнеры для пищевых продуктов выбрасывают в горячую воду огромное количество крошечных частиц, называемых микропластиком. «Мы были потрясены, — говорит Ли. Чайники и детские бутылочки также избавляются от микропластика, сообщили Ли и другие исследователи из Тринити-колледжа в Дублине 9 октября прошлого года.0009 1 . Ученые подсчитали, что если родители готовят детскую смесь, взбалтывая ее в горячей воде в пластиковой бутылке, их ребенок может в конечном итоге проглотить более миллиона частиц микропластика каждый день.

Чего Ли и другие исследователи пока не знают, так это того, опасно ли это. Все едят и вдыхают песок и пыль, и непонятно, не навредит ли нам дополнительная диета из пластиковых пылинок. «Большая часть того, что вы проглатываете, будет проходить прямо через ваш кишечник и выходить с другой стороны», — говорит Тамара Галлоуэй, экотоксиколог из Эксетерского университета, Великобритания. «Я думаю, будет справедливо сказать, что потенциальный риск может быть высоким», — говорит Ли, тщательно подбирая слова.

Исследователи были обеспокоены потенциальным вредом микропластика в течение почти 20 лет, хотя большинство исследований были сосредоточены на рисках для морской жизни. Ричард Томпсон, морской эколог из Университета Плимута, Великобритания, ввел этот термин в 2004 году для описания пластиковых частиц диаметром менее 5 миллиметров после того, как его команда обнаружила их на британских пляжах. С тех пор ученые видели микропластик повсюду: в глубинах океанов; в арктических снегах и антарктических льдах; в моллюсках, поваренной соли, питьевой воде и пиве; и дрейфующие в воздухе или падающие с дождем над горами и городами.

Этим крошечным кусочкам могут потребоваться десятилетия или даже больше, чтобы полностью разложиться. «Почти точно известно, что почти все виды подвержены риску заражения», — говорит Галлоуэй.

Уборщики собирают пластиковые гранулы с пляжа Арнистон в Западной Капской провинции, Южная Африка. Предоставлено: Том Камачо/Science Photo Library

Самые ранние исследования микропластика были сосредоточены на микрогранулах, найденных в продуктах личной гигиены, и гранулах первичного пластика, которые могут выпасть до того, как они будут превращены в предметы, а также на фрагментах, которые медленно разрушаются из выброшенных бутылок и другого крупного мусора. Все это смывается в реки и океаны: в 2015 году океанографы подсчитали, что в поверхностных водах мира плавает от 15 до 51 триллиона частиц микропластика. С тех пор были идентифицированы и другие источники микропластика: например, пластиковые частицы, срезанные с автомобильных шин на дорогах, и синтетические микроволокна, сбрасываемые с одежды.

Частицы летают между морем и землей, поэтому люди могут вдыхать или есть пластик из любого источника.

Из ограниченных исследований микропластика в воздухе, воде, соли и морепродуктах дети и взрослые могут проглатывать от десятков до более 100 000 частиц микропластика каждый день, сообщил в марте Альберт Кельманс, ученый-эколог из Вагенингенского университета в Нидерландах. ² . Он и его коллеги считают, что в худшем случае люди могут проглатывать микропластик на сумму, равную кредитной карте в год.

Бутылки, сумки, веревки и зубные щетки: борьба за океанский пластик

Регулирующие органы делают первый шаг к количественной оценке риска для здоровья людей — измеряют воздействие. В июле этого года Совет штата Калифорния по контролю за водными ресурсами, филиал агентства штата по охране окружающей среды, станет первым в мире регулирующим органом, объявившим о стандартных методах количественного определения концентрации микропластика в питьевой воде с целью мониторинга воды в течение следующих четырех лет. и публично сообщать о результатах.

Оценка воздействия крошечных частиц пластика на людей или животных — вторая половина головоломки. Это легче сказать, чем сделать. Более 100 лабораторных исследований подвергали животных, в основном водные организмы, воздействию микропластика. Но их выводы о том, что воздействие может привести к менее эффективному размножению некоторых организмов или к физическим повреждениям, трудно интерпретировать, потому что микропластики бывают разных форм, размеров и химических составов, а во многих исследованиях использовались материалы, совершенно не похожие на те, что встречаются в окружающей среде. .

Мельчайшие частицы, называемые нанопластиками, размером менее 1 микрометра, больше всего беспокоят исследователей (см. «Микропластик в масштабе»). Некоторые из них могут проникать в клетки, потенциально нарушая клеточную активность. Но большинство этих частиц слишком малы, чтобы ученые могли их даже увидеть; например, они не учитывались в оценках диеты Кельманса, и Калифорния не будет пытаться их контролировать.

Источник (инструменты и стоимость): S. Primpke et al. заявл. Спектроск. 74 , 1012–1047 (2020).

Ясно одно: проблема будет только нарастать. Ежегодно производится почти 400 миллионов тонн пластика, и к 2050 году его масса, по прогнозам, увеличится более чем вдвое. Даже если все производство пластика будет волшебным образом остановлено завтра, существующий пластик на свалках и в окружающей среде — масса которого оценивается примерно в 5 миллиардов тонн — будет продолжаться. распадаясь на крошечные фрагменты, которые невозможно собрать или очистить, постоянно повышая уровень микропластика. Кельманс называет это «пластиковой бомбой замедленного действия».

«Если вы спросите меня о рисках, я сегодня не так напуган», — говорит он. «Но я немного беспокоюсь о будущем, если мы ничего не сделаем».

Виды вреда

У исследователей есть несколько теорий о том, какой вред могут нанести пластиковые пылинки. Если они достаточно малы, чтобы проникать в клетки или ткани, они могут вызывать раздражение просто из-за того, что являются инородным присутствием — как в случае с длинными тонкими волокнами асбеста, которые могут вызвать воспаление легочной ткани и привести к раку.

Существует потенциальная параллель с загрязнением воздуха: частицы сажи от электростанций, выхлопы автомобилей и лесные пожары, называемые PM 9.0049 10 и PM _2,5 — твердые частицы размером 10 мкм и 2,5 мкм в поперечнике — известно, что они оседают в дыхательных путях и легких, а высокие концентрации могут повредить дыхательную систему. Тем не менее, уровни PM ₁₀ в тысячи раз превышают концентрации микропластика в воздухе, отмечает Кельманс.

Более крупные микропластики с большей вероятностью окажут негативное воздействие, если таковое имеется, из-за химической токсичности. Производители добавляют в пластмассы такие соединения, как пластификаторы, стабилизаторы и пигменты, и многие из этих веществ опасны, например, нарушая работу эндокринной (гормональной) системы. Но значительно ли увеличивает воздействие микропластика на нас воздействие этих химических веществ, зависит от того, как быстро они удаляются из пластиковых частиц и как быстро частицы перемещаются по нашему телу — факторы, которые исследователи только начинают изучать.

Микропластик, собранный в районе залива Сан-Франциско, помечен для изучения. Фото: Коул Бруксон

Другая идея заключается в том, что микропластик в окружающей среде может притягивать химические загрязнители, а затем доставлять их животным, которые поедают зараженные частицы. Но животные в любом случае поглощают загрязняющие вещества с пищей и водой, и даже возможно, что пластиковые крупинки, если они в значительной степени не загрязнены при проглатывании, могут помочь удалить загрязняющие вещества из кишечника животных. Исследователи до сих пор не могут прийти к единому мнению, являются ли микропластики, переносящие загрязнители, серьезной проблемой, говорит Дженнифер Линч, морской биолог из Национального института стандартов и технологий США в Гейтерсберге, штат Мэриленд.

Возможно, самым простым видом вреда — по крайней мере, когда речь идет о морских организмах — может быть то, что организмы проглатывают пластиковые частички, не имеющие питательной ценности, и не съедают достаточно пищи, чтобы выжить. Линч, который также возглавляет Центр исследования морского мусора в Тихоокеанском университете Гавайев в Гонолулу, провел вскрытие морских черепах, найденных мертвыми на пляжах, изучив пластик в их кишках и химические вещества в тканях. В 2020 году ее команда завершила серию анализов 9 детенышей бисса в возрасте до 3 недель. Один детеныш, всего 9сантиметров в длину, в его желудочно-кишечном тракте было 42 куска пластика. Большинство из них были микропластиком.

Вылупившаяся гавайская морская черепаха бисса изображена рядом с микропластиковым содержимым желудка. Предоставлено: Дженнифер Линч

«Мы не верим, что кто-то из них умер именно из-за пластика», — говорит Линч. Но она задается вопросом, могли ли вылупившиеся детеныши изо всех сил стараться расти так быстро, как им нужно. «Это очень тяжелый этап жизни для этих маленьких парней».

Морские исследования

Исследователи проделали большую работу по изучению риска микропластика для морских организмов. Зоопланктон, например, один из самых маленьких морских организмов, растет медленнее и размножается менее успешно в присутствии микропластика, говорит Пенелопа Линдек, морской биолог из Плимутской морской лаборатории, Великобритания: яйца животных меньше и реже вылупляются. . Ее эксперименты показывают, что проблемы с размножением возникают из-за того, что зоопланктон не ест достаточно пищи

3 .

Но, поскольку экотоксикологи начали проводить эксперименты до того, как узнали, какие виды микропластика существуют в водной среде, они в значительной степени зависели от промышленных материалов, обычно с использованием полистироловых сфер меньшего размера и в концентрациях, намного превышающих обнаруженные исследованиями (см. «Оценка микропластика» ).

Источник: Nature анализ

Ученые начали переходить к более экологически реалистичным условиям и использовать волокна или фрагменты пластика, а не сферы. Некоторые начали покрывать свои тестовые материалы химическими веществами, имитирующими биопленки, которые, по-видимому, повышают вероятность того, что животные будут есть микропластик.

Особую проблему представляют волокна. Линдек говорит, что по сравнению со сферами волокнам требуется больше времени, чтобы пройти через зоопланктон. В 2017 году австралийские исследователи сообщили, что зоопланктон, подвергшийся воздействию микропластиковых волокон, произвел вдвое меньше обычного количества личинок, а взрослые особи были меньше. Волокна не были проглочены, но исследователи увидели, что они мешают плаванию, и выявили деформации в телах организмов ⁴ . Другое исследование ⁵ в 2019 годуобнаружили, что взрослые тихоокеанские землекопы ( Emerita Analoga ), подвергшиеся воздействию волокон, прожили более короткую жизнь.

Красные микропластиковые волокна обвивают копеподу Temora , разновидность зоопланктона. Предоставлено: Морская лаборатория Плимута

Большинство лабораторных исследований подвергают организмы воздействию одного типа микропластика определенного размера, полимера и формы. По словам Кельманса, в естественной среде организмы подвергаются воздействию смеси. В 2019 году он и его докторант Мерел Кои составили график содержания микропластика, полученный в результате 11 исследований океанов, рек и отложений, для построения моделей смесей в водной среде.

В прошлом году они объединились с коллегами, чтобы использовать эту модель в компьютерных симуляциях, которые предсказывают, как часто рыба будет сталкиваться с микропластиком, достаточно маленьким, чтобы его можно было съесть, и вероятность того, что она съест достаточно крупинок, чтобы повлиять на рост. Исследователи обнаружили, что при нынешнем уровне загрязнения микропластиком рыба подвергается такому риску в 1,5% мест, проверенных на наличие микропластика ⁶ . Но, вероятно, будут горячие точки, где риски будут выше, говорит Кельманс. Одним из возможных вариантов является глубокое море: оказавшись там и часто погребенные в отложениях, маловероятно, что микропластик попадет в другое место, и нет никакого способа очистить его.

Океаны уже сталкиваются со многими факторами стресса, поэтому Lindeque больше опасается того, что микропластик приведет к дальнейшему истощению популяций зоопланктона, чем того, что он переместится вверх по пищевой цепочке и попадет к людям. «Если мы избавимся от чего-то вроде зоопланктона, основы нашей морской пищевой сети, нас больше будут волновать последствия для запасов рыбы и возможности прокормить население мира».

Исследования на людях

По словам ведущих исследователей, до сих пор не было опубликовано ни одного исследования, непосредственно изучавшего влияние пластиковых пылинок на людей. Единственные доступные исследования основаны на лабораторных экспериментах, которые подвергают клетки или ткани человека воздействию микропластика или используют животных, таких как мыши или крысы. В одном исследовании ⁷ , например, у мышей, которых кормили большим количеством микропластика, наблюдалось воспаление в тонком кишечнике. У мышей, подвергшихся воздействию микропластика в двух исследованиях, было снижено количество сперматозоидов ⁸ и меньше мелких детенышей ⁹ по сравнению с контрольными группами. Некоторые из исследований in vitro на клетках или тканях человека также предполагают токсичность. Но, как и в случае с морскими исследованиями, неясно, связаны ли используемые концентрации с тем, чему подвергаются мыши или люди. В большинстве исследований также использовались полистироловые сферы, которые не отражают все разнообразие микропластика, потребляемого людьми. Кельманс также отмечает, что эти исследования являются одними из первых в своем роде и могут в конечном итоге стать исключением, как только появится установленная совокупность доказательств. Есть еще in vitro исследований, чем исследования на животных, но исследователи говорят, что они до сих пор не знают, как экстраполировать воздействие твердых пластиковых частиц на ткани на возможные проблемы со здоровьем у целых животных.

Нашли пластик? Пыль, осадок, а также микропластиковые волокна и шарики перемешаны на этом увеличенном миллиметровом изображении частиц, отобранных в национальных парках и диких районах на западе США. Предоставлено: Дженис Брахни, Университет штата Юта,

.

Один из вопросов, связанных с риском, заключается в том, могут ли микропластики оставаться в организме человека, потенциально накапливаясь в некоторых тканях. Исследования на мышах показали, что микропластик диаметром около 5 мкм может оставаться в кишечнике или достигать печени. Используя очень ограниченные данные о том, как быстро мыши выделяют микропластик, и предположение, что только часть частиц размером 1–10 мкм может всосаться в организм через кишечник, Кельманс и его коллеги подсчитали, что человек может накопить несколько тысяч частиц микропластика в своем организме. тела на протяжении всей жизни ² .

Некоторые исследователи начали изучать возможность обнаружения микропластика в тканях человека. В декабре команда впервые задокументировала это в исследовании, в котором изучались шесть плацент ¹⁰ . Исследователи разрушили ткань химическим веществом, затем исследовали то, что осталось, и в итоге обнаружили 12 частиц микропластика в 4 из этих плацент. Тем не менее, не исключено, что эти пятнышки были результатом загрязнения, когда плаценты были собраны или проанализированы, говорит Рольф Халден, инженер по охране окружающей среды в Университете штата Аризона в Темпе, хотя он благодарит исследователей за их усилия по предотвращению загрязнения, в том числе за то, чтобы в родильных палатах не было пластиковых предметов, а также за демонстрацию того, что контрольный набор чистых материалов, взятых в ходе того же анализа образцов, не был загрязнен. «Существует постоянная проблема окончательной демонстрации того, что данная частица действительно возникла в ткани», — говорит он.

Химия может сделать пластмассы устойчивыми, но это еще не все решение

Те, кто обеспокоен воздействием микропластика, могут уменьшить его, говорит Ли. Его работа над посудой показала, что количество отбрасываемого пластика сильно зависит от температуры, поэтому он перестал разогревать еду в пластиковых контейнерах в микроволновой печи. Чтобы уменьшить проблемы с детскими бутылочками, его команда предлагает родителям ополаскивать стерилизованные бутылочки прохладной водой, кипяченой в непластиковых чайниках, чтобы смыть микропластик, выделяющийся во время стерилизации. И они могут готовить детскую смесь в стеклянной таре, наполняя бутылочки для кормления после того, как молоко остынет. В настоящее время команда набирает родителей для добровольного взятия образцов мочи и стула своих детей для анализа микропластика.

Нанофракция

Частицы, которые достаточно малы, чтобы проникать и задерживаться в тканях или даже клетках, вызывают наибольшее беспокойство и требуют большего внимания при отборе проб окружающей среды, говорит Халден. Одно исследование ¹¹ , в ходе которого беременным мышам преднамеренно давали вдыхать мельчайшие частицы, позже обнаружило частицы почти в каждом органе их плода. «С точки зрения риска, вот где настоящая проблема, и именно здесь нам нужно больше данных».

Для проникновения в клетки частицы обычно должны быть меньше нескольких сотен нанометров. Официального определения нанопластика не существовало до 2018 года, когда французские исследователи предложили верхний предел размера в 1 мкм — достаточно крошечный, чтобы оставаться рассеянным в толще воды, где организмы могут легче его потреблять, вместо того, чтобы тонуть или плавать, как это делают более крупные микропластики. — говорит Александра тер Халле, химик-аналитик из Университета Поля Сабатье в Тулузе, Франция.

Но исследователи почти ничего не знают о нанопластиках; они невидимы и их нельзя просто зачерпнуть. Простое их измерение поставило ученых в тупик.

Исследователи могут использовать оптические микроскопы и спектрометры, которые различают частицы по их различному взаимодействию со светом, для измерения длины, ширины и химического состава пластиковых частиц размером до нескольких микрометров. Ниже этого масштаба пластиковые частицы становится трудно отличить от непластиковых частиц, таких как морские отложения или биологические клетки. «Вы ищете иголку в стоге сена, но иголка выглядит как сено», — говорит Роман Ленер, ученый-наноматериалист из Sail and Explore Association, швейцарской некоммерческой исследовательской группы.

Изображение образца с установки по очистке сточных вод в Ольденбурге, Германия, полученное методом инфракрасной спектрометрии в искусственных цветах. Фрагменты, выделенные цветом, представляют собой пластичные полимеры; другие фрагменты включают каучук, сажу, песок и растительные волокна. Источник: S. Primpke et al. Анальный. Биоанал. Химия . 410 , 5131–5141 (2018).

В 2017 году Тер Халле и ее коллеги впервые доказали, что нанопластик присутствует в образце окружающей среды: морской воде, взятой из Атлантического океана ¹² . Она извлекла коллоидные вещества из воды, отфильтровала все частицы размером более 1 мкм, сожгла то, что осталось, и использовала масс-спектрометр, который фрагментирует молекулы и сортирует фрагменты по молекулярной массе, чтобы подтвердить, что в остатках существовали пластиковые полимеры.

Это, однако, не дало никакой информации о точных размерах или формах нанопластиков. Тер Халле пришла к такому выводу, изучая поверхности двух испорченных пластиковых контейнеров, которые она собрала во время экспедиции. Она обнаружила, что верхние несколько сотен микрометров стали кристаллическими и ломкими; она думает, что это также может относиться к нанопластикам, которые, вероятно, откололись от этих поверхностей ¹³ . На данный момент, поскольку исследователи не могут собирать нанопластик из окружающей среды, те, кто занимается лабораторными исследованиями, измельчают свой собственный пластик, ожидая получить аналогичные частицы.

Испорченная вода: ученые отслеживают тысячи фторсодержащих химических веществ в окружающей среде

Использование самодельных нанопластиков имеет преимущество: исследователи могут вводить метки, помогающие отслеживать частицы внутри подопытных организмов. Ленер и его коллеги подготовили флуоресцентные наночастицы пластика и поместили их под ткань, построенную из клеток слизистой оболочки кишечника человека 9. 0009 14 . Клетки поглощали частицы, но не проявляли признаков цитотоксичности.

Обнаружение пластиковых пятнышек, застрявших в неповрежденных срезах ткани, например, с помощью биопсии, и наблюдение за любыми патологическими эффектами было бы последней частью головоломки по рискам микропластика, говорит Ленер. Это было бы «крайне желательно», говорит Халден. Но чтобы достичь тканей, частицы должны быть очень маленькими, поэтому оба исследователя считают, что их будет очень сложно обнаружить окончательно.

Сбор всех этих данных займет много времени. Тер Халле сотрудничал с экологами для количественной оценки проглатывания микропластика в дикой природе. По ее словам, анализ только частиц размером более 700 мкм в примерно 800 образцах насекомых и рыб занял тысячи часов. В настоящее время исследователи изучают частицы в диапазоне 25–700 мкм. «Это сложно и утомительно, и потребуется много времени, чтобы получить результаты», — говорит она. Чтобы взглянуть на меньший диапазон размеров, добавляет она, «усилия экспоненциальны».

Образец пластика, собранный во время одной из океанских экспедиций Александры тер Халле. Предоставлено: Винчи Сато@ Экспедиция 7-й континент

Нет времени терять

На данный момент уровни микропластика и нанопластика в окружающей среде слишком низки, чтобы влиять на здоровье человека, считают исследователи. Но их число будет расти. В сентябре прошлого года исследователи спрогнозировали ¹⁵ , что количество пластика, добавляемого к существующим отходам каждый год — независимо от того, аккуратно ли вывозится на герметичные свалки или разбрасывается по суше и морю — может более чем удвоиться со 188 миллионов тонн в 2016 году до 380 миллионов тонн в 2040 году. По оценкам ученых, к тому времени около 10 миллионов тонн из них могут быть в виде микропластика — расчет, который не включает частицы, постоянно разрушающиеся из существующих отходов.

Можно обуздать часть наших пластиковых отходов, говорит Винни Лау из благотворительного фонда Pew Charitable Trusts в Вашингтоне, округ Колумбия, которая является первым автором исследования. Исследователи обнаружили, что если все проверенные решения по сдерживанию загрязнения пластиком будут приняты в 2020 году и расширены как можно быстрее, включая переход на системы повторного использования, использование альтернативных материалов и переработку пластика, количество добавляемых пластиковых отходов может сократиться до 140 миллионов. тонн в год к 2040 году.

Безусловно, наибольшую выгоду принесет отказ от пластика, который используется только один раз и выбрасывается. «Нет смысла производить вещи, которые служат 500 лет, а затем использовать их в течение 20 минут», — говорит Гэллоуэй. «Это совершенно неустойчивый способ существования».

Первый в мире «бесконечный» пластик

Загрузка

Планета Будущего | Загрязнение окружающей среды

Первый в мире «бесконечный» пластик

(Изображение предоставлено Alamy)

Кэтрин Лэтэм, 12 мая 2021 г.

Обычно мы перерабатываем пластик по нисходящей спирали отходов и испорченных материалов, но есть и другой вариант — переработка пластик обратно в масло, из которого он был сделан.

T

Есть один искусственный материал, который можно найти в земле, воздухе и в самых глубоких океанских желобах. Он настолько прочен, что большая часть того, что было создано, все еще присутствует в нашей экосистеме. Проникнув в пищевую цепочку, он проникает в наши тела, перетекая из нашей крови в наши органы и даже попадая в плаценту человека.

Это, конечно же, пластик, и именно эта долговечность делает этот материал таким полезным. Кабели, протянувшиеся по дну океана, водопроводные трубы под землей и упаковка, сохраняющая свежесть продуктов, — все они зависят от этого свойства.

Эффективная переработка пластика обычными способами, как известно, трудна, и только 9% всего когда-либо произведенного пластика было переработано в новый пластик. Но что, если бы существовал способ превратить пластик обратно в материал, из которого он был сделан? «Следующая большая задача» для химии полимеров — области, ответственной за создание пластмасс, — научиться останавливать процесс, превращая пластмассы обратно в масло.

Этот процесс, известный как химическая переработка, десятилетиями изучался как жизнеспособная альтернатива традиционной переработке. До сих пор камнем преткновения было большое количество энергии, которое для этого требовалось. Это, в сочетании с неустойчивой ценой на сырую нефть, иногда делает производство новых пластиковых изделий дешевле, чем переработку существующего пластика.

Некоторые пластмассы, которые могут быть переработаны, попадают на свалку из-за плохих условий или путаницы в отношении того, что подлежит переработке, а что нет (Фото: Alamy)

Ежегодно в мире производится более 380 миллионов тонн пластика. Это примерно столько же, сколько 2 700 000 синих китов — более чем в 100 раз больше веса всей популяции синих китов. Только 16 % пластиковых отходов перерабатываются для производства новых пластиков, 40 % отправляются на свалку, 25 % — на сжигание и 19 % — выбрасываются.

Большая часть пластика, который можно было бы переработать, например, полиэтилентерефталат (ПЭТ), который используется для изготовления бутылок и другой упаковки, оказывается на свалке. Это часто происходит из-за путаницы в отношении переработки бордюров или загрязнения пищевыми или другими видами отходов.

Другие пластмассы, такие как салатные пакеты и другие контейнеры для пищевых продуктов, попадают на свалку, потому что они состоят из комбинации различных пластмасс, которые не могут быть легко разделены на перерабатывающем заводе. Мусор, упавший на улицу, и легкий пластик, оставленный на свалках или незаконно сброшенный, могут быть унесены ветром или смыты дождем в реки, в конечном итоге оказавшись в океане.

Химическая переработка — это попытка переработать неперерабатываемое. Вместо системы, в которой некоторые пластмассы отбраковываются из-за того, что они не того цвета или сделаны из композитов, химическая переработка могла бы предусматривать отправку всех типов пластмасс в «бесконечную» систему переработки, которая превращает пластмассы обратно в масло, чтобы затем их можно было использовать для снова делать пластику.

Способ переработки пластика в настоящее время больше похож на нисходящую спираль, чем на бесконечный цикл. Пластмассы обычно перерабатываются механически: их сортируют, очищают, измельчают, плавят и формуют заново. Каждый раз, когда пластик перерабатывается таким образом, его качество ухудшается. Когда пластик плавится, полимерные цепи частично разрушаются, что снижает его прочность на разрыв и вязкость, что затрудняет его обработку. Новый пластик более низкого качества часто становится непригодным для использования в пищевой упаковке, и большая часть пластика может быть переработана очень ограниченное количество раз, прежде чем он разложится настолько, что станет непригодным для использования.

Развивающаяся индустрия химической переработки стремится избежать этой проблемы, разбивая пластик на химические строительные блоки, которые затем можно использовать в качестве топлива или для реинкарнации новых пластиков.

Наиболее универсальным вариантом химической переработки является «переработка исходного сырья». Переработка исходного сырья, также известная как термическая конверсия, представляет собой любой процесс, в ходе которого полимеры расщепляются на более простые молекулы с использованием тепла.

Процесс довольно прост – возьмите пластиковую бутылку из-под напитков. Вы выбрасываете его вместе со своей утилизацией для сбора. Его вместе со всеми остальными отходами отправляют на сортировочный пункт. Там мусор сортируется механически или вручную на разные виды материалов и разные виды пластика.

Ваша бутылка вымыта, измельчена и упакована в тюк, готовый к отправке в центр переработки – пока так же, как и при обычном процессе. Затем следует химическая переработка: пластик, из которого раньше изготавливалась ваша бутылка, может быть доставлен в центр пиролиза, где он будет переплавлен. Далее он подается в реактор пиролиза, где нагревается до экстремальных температур. Этот процесс превращает пластик в газ, который затем охлаждается для конденсации в маслоподобную жидкость и, наконец, перегоняется на фракции, которые можно использовать для различных целей.

Химическая переработка начинается так же, как и обычная механическая переработка, со сбора и измельчения пластика и его доставки на завод. Британская компания Recycling Technologies разработала установку для пиролиза, которая превращает трудно перерабатываемый пластик, такой как пленки, пакеты и многослойный пластик, в Plaxx. Это жидкое углеводородное сырье может быть использовано для производства нового качественного пластика. Первая промышленная установка была установлена ​​в Перте в Шотландии в 2020 году9.0005

Фирма Plastic Energy владеет двумя пиролизными установками коммерческого масштаба в Испании и планирует расширяться во Францию, Нидерланды и Великобританию. Эти заводы превращают трудно перерабатываемые пластиковые отходы, такие как обертки от кондитерских изделий, пакеты с сухим кормом для домашних животных и пакеты с хлопьями для завтрака, в вещества, называемые такойл. Это сырье можно использовать для производства пищевых пластмасс.

В США химическая компания Ineos стала первой, кто применил в промышленных масштабах метод, называемый деполимеризацией, для производства переработанного полиэтилена, который идет на изготовление пакетов и термоусадочной пленки. Ineos также планирует построить несколько новых заводов по переработке пиролиза.

В Великобритании компания Mura Technology начала строительство первого в мире промышленного завода, способного перерабатывать всех видов пластика. Завод может перерабатывать смешанный пластик, цветной пластик, пластик всех композитов, всех стадий разложения, даже пластик, загрязненный пищевыми или другими видами отходов.

«Гидротермальная» технология Муры представляет собой тип рециркуляции сырья с использованием воды внутри камеры реактора для равномерного распределения тепла. Нагретая до экстремальных температур, но находящаяся под давлением, чтобы предотвратить испарение, вода становится «сверхкритической» — не твердой, жидкой или газообразной. По словам Мура, именно такое использование воды в сверхкритическом состоянии, исключающее необходимость обогрева камер снаружи, делает этот метод масштабируемым по своей сути.

«Если вы нагреваете реактор снаружи, поддерживать равномерное распределение температуры очень сложно. Чем больше вы увеличиваете температуру, тем сложнее становится. Это немного похоже на приготовление пищи», — объяснил исполнительный директор Mura Стив Махон. «Трудно прожарить большой стейк до конца, но если вы его отварите, то легко убедиться, что он прожарится равномерно».

Пилотная установка показала, что использование очень горячей воды в сверхкритическом состоянии может помочь масштабировать химическую переработку до приемлемого уровня (Фото: Licella)

Пластиковые отходы доставляются на объект в тюках – загрязненный многослойный пластик, такой как гибкие пленки и жесткие лотки, которые в противном случае отправлялись бы на мусоросжигательные заводы или заводы по производству энергии из отходов. Тюки подаются на переднюю сортировочную установку для удаления любых неорганических загрязнений, таких как стекло, металл или песок. Органические загрязнители, такие как остатки пищи или почва, могут пройти через этот процесс. Затем пластик измельчается и очищается, а затем смешивается со сверхкритической водой.

После сброса давления в системе высокого давления и выхода отходов из реакторов большая часть жидкости испаряется в виде пара. Этот пар охлаждается в дистилляционной колонне, а сконденсированные жидкости разделяются по интервалу кипения с получением четырех углеводородных жидкостей и масел: нафты, дистиллятного газойля, тяжелого газойля и тяжелого парафинового остатка, аналогичного битуму. Затем эти продукты отправляются в нефтехимическую промышленность.

Как и в случае с другими технологиями получения сырья, здесь нет вторичного цикла, поскольку полимерные связи могут быть сформированы заново, а это означает, что пластмассы можно бесконечно перерабатывать. С коэффициентом конверсии более 99% почти весь пластик превращается в полезный продукт.

Махон сказал: «Углеводородный элемент сырья будет преобразован в новые, стабильные углеводородные продукты для использования в производстве новых пластмасс и других химических веществ». Даже «наполнители», используемые в некоторых пластмассах, такие как мел, красители и пластификаторы, не представляют проблемы. «Они попадают в наш самый тяжелый углеводородный продукт, тяжелый парафиновый остаток, который представляет собой вяжущее на основе битума для использования в строительной отрасли».

Горячие избыточные газы, образующиеся в процессе, будут использоваться для нагрева воды, что повысит ее энергоэффективность, а электростанция будет на 40% питаться от возобновляемой энергии. «Мы хотим использовать как можно больше возобновляемой энергии и будем стремиться к тому, где это возможно, на 100%», — говорит Махон.

Завод Mura в Тиссайде, строительство которого должно быть завершено в 2022 году, нацелен на переработку 80 000 тонн пластиковых отходов, ранее не подлежащих переработке, каждый год в качестве плана для глобального развертывания с площадками, запланированными в Германии и США. К 2025 году компания планирует обеспечить функционирование или развитие перерабатывающих мощностей в размере одного миллиона тонн по всему миру.

«[Наша] переработка пластиковых отходов в сырье, эквивалентное девственному, обеспечивает ингредиенты для создания 100% переработанных пластиков без ограничения количества раз, когда один и тот же материал может быть переработан — отделение производства пластика от ископаемых ресурсов и внедрение пластика в производство. экономика замкнутого цикла», — говорит Махон.

Такие ученые, как Шэрон Джордж, старший преподаватель экологических наук Кильского университета, приветствовали разработку Муры. «Это решает проблему качества за счет «разложения» пластикового полимера, чтобы дать нам исходные химические строительные блоки, чтобы начать все заново», — говорит Джордж. «Это настоящая круговая переработка».

Завод, строящийся в Тиссайде, Великобритания, рассчитан на переработку 80 000 тонн пластиковых отходов ежегодно. Он энергоемок, столкнулся с техническими проблемами и оказался трудным для масштабирования до промышленного уровня.

В 2020 году в отчете Глобального альянса альтернатив мусоросжигательным заводам (Gaia), группы организаций и отдельных лиц, которые продвигают социальные движения по сокращению отходов и загрязнения, сделан вывод о том, что химическая переработка загрязняет окружающую среду, энергоемка и подвержена техническим сбоям. В отчете сделан вывод о том, что химическая переработка не является жизнеспособным решением проблемы пластика, особенно в необходимых темпах и масштабах.

Кроме того, если конечным продуктом химической переработки является масло, используемое в качестве топлива, то этот процесс не снижает потребность в первичном пластике, а сжигание такого топлива приведет к выбросу парниковых газов, как и при сжигании обычного ископаемого топлива.

«Экологические НПО внимательно следят за новыми методами переработки», — говорит Паула Чин, специалист по экологически безопасным материалам в природоохранной организации WWF. «Эти технологии находятся в зачаточном состоянии, и они ни в коем случае не являются серебряной пулей для решения проблемы пластиковых отходов. Мы должны сосредоточиться на повышении эффективности использования ресурсов, чтобы свести к минимуму количество отходов за счет большего количества систем повторного использования, пополнения и ремонта — не полагаясь на переработку для будь спасителем».

Но Мура утверждает, что их завод заполнит столь необходимую нишу. «[Химическая] переработка — это новый сектор, но масштабы, в которых он развивается, особенно для Mura, показывают как острую потребность в новых технологиях для решения растущей проблемы пластиковых отходов и утечки в окружающую среду, так и возможность перерабатывать ценные готовый ресурс, который в настоящее время будет потрачен впустую», — говорит Махон.

Процесс Муры направлен на то, чтобы дополнить существующие механические процессы и инфраструктуру, а не конкурировать с ними, перерабатывая материалы, которые в противном случае отправились бы на свалку, сжигались или попадали в окружающую среду. Весь пластиковый мусор, который они перерабатывают, будет сделан из нового пластика или других материалов, и ни один из них не будет сжигаться в качестве топлива.

В прошлом многие заводы по переработке химикатов обанкротились, но Мура считает, что технология сверхкритической воды, которую они используют, сделает их экономически жизнеспособными (Фото: Мура)

Компания Mura надеется, что использование воды в сверхкритическом состоянии для эффективной передачи тепла позволит им выйти на промышленный уровень, снизив потребление энергии и затраты. Это может стать решающим фактором успеха там, где другие потерпели неудачу.

Одной из главных причин, по которой химическая переработка пока не набирает обороты, является финансовый крах. В отчете за 2017 год Gaia отметила несколько неудачных проектов, в том числе завод Thermoselect в Германии, который потерял более 500 миллионов долларов (350 миллионов фунтов стерлингов) за пять лет, британский Interserve, который потерял 70 миллионов фунтов стерлингов (100 миллионов долларов) на различных проектах по переработке химических веществ, и многие другие компании, которым грозило банкротство.

Финансовые трудности сдерживали не только химическую переработку, но и все виды переработки пластика. «Экономика не суммируется. Сбор, сортировка и переработка упаковки просто дороже, чем производство первичной упаковки», — говорит Сара Вингстранд, руководитель проекта «Новая экономика пластмасс» в Фонде Эллен Макартур.

Вингстранд говорит, что единственный путь к «предназначенному, постоянному и достаточному финансированию в масштабе» для переработки — это обязательные платные схемы расширенной ответственности производителя. Это позволит всем отраслям, внедряющим пластик, вносить средства на сбор и переработку своей упаковки после ее использования. «Без них маловероятно, что переработка упаковки когда-либо будет масштабироваться до необходимого уровня», — говорит Вингстранд.

Но Махон считает, что система, подобная системе Муры, — это еще один способ сместить балансы в пользу переработки пластика путем производства масла, которое можно продать с прибылью. Mura недавно объявила о партнерстве с производителями пластика Dow и Igus GmbH, а также со строительной фирмой KBR.

«Интересно, что Mura может найти ценность в пластмассах, которые обычно экономически невыгодно перерабатывать механически», — говорит Тейлор Укерт, исследователь из Кембриджского центра творческого циркулярного пластика Кембриджского университета.

Даже имея возможность перерабатывать все виды пластика для повторного использования, вряд ли удастся решить все проблемы, связанные с пластиковым загрязнением. Поскольку так много отходов оказывается на свалке и в окружающей среде, пластик будет продолжать делать то, для чего он был создан, — выдерживать нагрузки.