الهندسةهندسة المياه والبيئة

المواد البلاستيكية القابلة للتحلل وأثرها على البيئة

اقرأ في هذا المقال
  • ما المقصود بالمواد البلاستيكية القابلة للتحلل؟
  • ما هي أنواع البلاستيك القابل للتحلل؟
  • مشاكل البلاستيك القابلة للتحلل.

ما المقصود بالمواد البلاستيكية القابلة للتحلل؟

هي عبارة عن مواد بلاستيكية قادرة على المرور بعملية التحلل من خلال الفعل البيولوجي للكائنات الحية أو بعد تعرضها لبيئة تجعلها تتحلل بسهولة، وبسبب التركيب الكيميائي للمواد البلاستيكية التقليدية فهي مقاومة لعمليات التحلل الطبيعية، وأن أسرع طريقة لتدميرها هي الحرق مما يزيد من انبعاثات الكربون مما يساهم بشكل أكبر في تلوث الهواء وتغير المناخ، ولهذا السبب تعتبر المواد البلاستيكية القابلة للتحلل بديلاً عن فوضى البلاستيك.


بشكل عام المواد البلاستيكية تتحلل عند تعرضها للبكتيريا أوهجمات القوارض أو الحشرات أو الآفات أو الماء أو الرطوبة أو الأشعة فوق البنفسجية أو ضوء الشمس أو سحجات الرياح أو الكائنات الحية أو الإنزيمات التي تساهم في التحلل أو غيرها من الإجراءات البيولوجية.


علاوة على ذلك لا يتم استخدام الكربون أو مواد الحشو الكيميائية في تصنيع المواد البلاستيكية القابلة للتحلل، وبالتالي فهي لا تطلق الكربون أو الميثان أو الملوثات الأخرى في الغلاف الجوي عند تحللها أو إعادة تدويرها، ونتيجة لذلك تساهم المواد البلاستيكية القابلة للتحلل في بيئة أنظف من خلال الحد من تلوث الأرض والهواء والمياه.

ما هي أنواع البلاستيك القابل للتحلل؟

  • البلاستيك أوكسو القابل للتحلل: المواد البلاستيكية التي تندرج تحت هذا النوع تتحلل من خلال تحلل الأكسدة (أي التحلل من تقنيات التوسط الخلوي والأكسدة)، حيث يتم إدخال كميات صغيرة من المواد المضافة المؤيدة للتحلل التي تكسر السلاسل الجزيئية في البوليمر في عملية التصنيع، مما يؤدي إلى تغيير سلوك المنتج النهائي.


    تستهلك الفطريات والبكتيريا المنتج بعد أن تقلل المادة المضافة التركيب الجزيئي للبلاستيك إلى مستوى يسمح للكائنات الدقيقة بالوصول إلى الكربون والنيتروجين، حيث يتحلل البلاستيك حتى يصبح كل ما تبقى هو ثاني أكسيد الكربون والماء والدبال ولا يترك أي بتروكيماويات في التربة.

  • المواد البلاستيكية القابلة للتحلل المائي: وهي عبارة عن مواد بلاستيكية يبدأ تحللها البيولوجي عن طريق التحلل المائي – وهو تفاعل كيميائي يتفاعل فيه الماء مع مركب لإنتاج مركبات أخرى، حيث أن المواد البلاستيكية تحت هذه الفئة مصنوعة من مصادر متجددة، ولا سيما أنها تحتوي على محتويات النشا والزيت.


    في بعض الحالات تم استخدام المحاصيل المعدلة وراثيًا أيضًا لتصنيع المواد البلاستيكية القابلة للتحلل بالماء، كما تتضمن عملية تصنيع البلاستيك استخدام المحاصيل التي تطلق غازات الاحتباس الحراري، مما يجعل البلاستيك غير “متجدد” حقًا، ومع ذلك فإن المواد البلاستيكية القابلة للتحلل المائي مصنوعة من مصادر مثل قصب السكر والذرة والقمح والمصادر القائمة على البترول، حيث أنها تتحلل بمعدل أسرع مقارنة بالبلاستيك القابل للتحلل الحيوي.


    هذه المواد البلاستيكية أغلى بنحو 400٪ وليست قوية لاستخدامها في الآلات عالية السرعة، كما أنها تنبعث منها غاز الميثان وهو أحد الغازات المسببة للاحتباس الحراري في مكبات النفايات. تستخدم الأكياس البلاستيكية القابلة للتحلل المائي حوالي 300٪ طاقة أكثر في الإنتاج وهي ضخمة وثقيلة، ومع ذلك فهي ليست قوية بما يكفي خاصة عندما تكون رطبة.

  • المواد البلاستيكية القابلة للتحلل بالصور: إنه نوع أقل شهرة من البلاستيك القابل للتحلل البيولوجي ولكنه موجود مع ذلك، حيث تتفاعل وتتحلل بعد تعرضها للأشعة فوق البنفسجية، وما لم تكن أيضًا قابلة للتحلل الحيوي بطريقة أوكسو فإنها لا تتحلل في مكب النفايات أو المجاري أو البيئات المظلمة الأخرى.

مشاكل البلاستيك القابلة للتحلل:

  • هناك شروط إلزامية لحدوث الاضمحلال أو التدهور: حتى لو تم تصنيفها على أنها قابلة للتحلل الحيوي فإن المواد البلاستيكية لا تتحلل مثل قشور الموز، حيث يجب أن يتعرضوا لدرجات حرارة عالية وضوء الشمس حتى يحدث التسوس، كما أنها تستغرق وقتًا أطول لتتحلل، وبدون الشروط اللازمة قد لا تتمكن المواد البلاستيكية من التحلل.


    على سبيل المثال هناك ادعاءات مفادها أن المواد البلاستيكية القابلة للتحلل المؤكسد لا يمكن هضمها لاهوائيًا أو تسميدها بشكل فعال، ولهذه الأسباب قد لا تتحلل في كثير من الأحيان في مدافن النفايات.

  • يتطلب التحلل البيولوجي أن يتحلل من ضوء الشمس مما يجعله مشكلة للمحيطات ومدافن النفايات: نظرًا لأن البلاستيك عادة ما يتم غسله بعيدًا في المحيطات، فإن المواد القابلة للتحلل البيولوجي تتواجد بنفس القدر تقريبًا مع مشاكل مماثلة تقريبًا لتلك التقليدية. تم تصميم المواد البلاستيكية القابلة للتحلل الضوئي على سبيل المثال بحيث تتحلل في درجات حرارة أعلى من 50 درجة مئوية، مما يعني أنها لا يمكن أن تتحلل حيويًا إذا كانت في المحيط.


    المشكلة مع هذه المواد البلاستيكية القابلة للتحلل هي أنها يجب أن تتعرض لأشعة الشمس المباشرة، وهذه المواد البلاستيكية ليست قابلة للطفو مما يعني أنها تغرق في المحيط مما يزيد من إبعادها عن أشعة الشمس المباشرة التي من شأنها أن تساعد في تحللها البيولوجي، وهذا يعني أيضًا أنها لن تتحلل كما ينبغي إذا دفنت في مكب النفايات.

  • ارتفاع تكاليف الإنتاج: من المعروف أن المواد البلاستيكية القابلة للتحلل تتطلب الكثير من الطاقة والزيت لصنعها، فعلى سبيل المثال يتطلب 1 كجم من حمض polylactic (بلاستيك حيوي شائع الاستخدام) 2.65 كجم من الذرة لصنعه، ولذلك ليس من المنطقي تصميم منتج يتطلب الكثير لصنعه.

  • تكلفتها على البيئة مرتفعة بنفس القدر: كما تم انتقاد المواد البلاستيكية القابلة للتحلل الحيوي لعدم اختلافها عن اللدائن التقليدية، فمثلاً لإنتاج 270 مليون طن من البلاستيك كل عام يتطلب الأمر حوالي 715 مليون طن من الذرة والتي لها تكلفة باهظة على البيئة.

  • تأثيرها على المحيط ضار بالحياة البحرية: على الرغم من وصفها بأنها قابلة للتحلل البيولوجي إلا أنها لا يمكن أن تتحلل ببساطة لأن المحيط يفتقر إلى الظروف اللازمة لتعزيز التحلل. قد تكون المحيطات في بعض الأحيان شديدة البرودة مما يمنع انهيارها الفعال، حيث تطفو إلى الأبد على سطح الماء تمامًا مثل البلاستيك التقليدي.

المصدر
كتاب البيئة وحمايتها للمولف نسيم يازجيكتاب النظام البيئي والتلوث د. محمد العوداتكتاب الانسان وتلوث البيئة للدكتور محمد صابر/2005كتاب علم وتقانة البيئة للمؤلف فرانك ر.سبيلمان

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

زر الذهاب إلى الأعلى