ارزش افزوده ضایعات پلاستیکی

ارزش افزوده ضایعات پلاستیکی درجهت دستیابی به اقتصاد چرخشی

پلاستیک و ضایعات مخلوط پلاستیکی (PW) به دلیل تولید انبوه، ماندگاری بالا در محیط زیست و شیوه های مدیریت ناپایدار زباله در سطح جهان مورد توجه قرار گرفته است. از این رو، مدیریت پایدار PW و رویکردهای آپ سایکلینگ باهدف دستیابی به اهداف توسعه پایدار کشورها ضروری است. اخیرا مطالعات متعددی به بررسی کاربرد تکنیک های مختلف تبدیل PW برای تولید مواد با ارزش اقتصادی بهتر پرداخته اند. برهمین اساس، این مطالعه تجزیه و تحلیل عمیقی از فناوری های ترموشیمیایی پیشرفته مانند پیرولیز، تبدیل به گاز، کربن‌سازی و فتوکاتالیز را ارائه می دهد که می‌تواند برای ارزش‌گذاری پلاستیکی و مخلوط PW به منظور تولید انرژی و مواد شیمیایی صنعتی به کار گرفته شوند. علاوه براین، بررسی کامل اثرات زیست محیطی تکنیک‌های آپ سایکلینگ PW و امکان‌سنجی تجاری آنها ازطریق ارزیابی چرخه عمر (LCA) و ارزیابی فنی-اقتصادی در اینجا ارائه شده است. درنهایت، این بررسی بر فرصت ها و چالش‌های پیشروی تکنیک‌های PW موجود و ارائه پیشنهاداتی برای کارهای تحقیقاتی آینده متمرکز است.

از دهه 1950 تاکنون تولید پلاستیک جهانی به دلیل دوام و تطبیق پذیری بالا که هزینه تولید پلاستیک را به حداقل می رساند، روبه رشد بوده است. پلاستیک به دلیل دارا بودن این خواص کاربرد بسیاری دارد و درحال حاضر نیز جزء ضروری از زندگی روزمره ما به شمار می رود؛ به طوری که تولید تجاری آن سالانه از 330 تن فراتر رفته است. حدود 31.9 میلیون تن پلاستیک در سراسر جهان درحال تولید است که در محیط زیست دفع شده و موجب بروز مسائل زیست محیطی و بهداشتی برای انسان، گیاهان و جانوران می شوند. مقادیر زیادی از ضایعات پلاستیک (PW) که در محیط انباشته می شوند، قرن ها در محیط زیست باقی می مانند و با آبزیان و موجودات زمینی در تعامل هستند. تا سال 2015، 6300 میلیون تن PW در جهان تولید شد که 79 درصد آن در محل های دفن زباله یا پسماندهای طبیعی دور ریخته شد؛ 9 درصد بازیافت و 12 درصد نیز سوزانده شدند. گِیِر و همکارانش ارزیابی کردند که تا سال 2050 نمی تواند به روش بازیافت مطلوبی دست یافت؛ با این حال، ممکن است 12000 میلیون تن زباله در محیط انباشته شود. همانطور که گفته شد، PW مستقیم در محیط یا محل های دفن زباله رها شده، بازیافت یا سوزانده می شوند. این زباله ها ازطریق هوازدگی، سایش، تجزیه میکروبی یا مکانیکی، فتولیز و سایر نیروهای محیطی به ذرات پلاستیکی کوچک تری به نام میکروپلاستیک (MP) (قطرشان کمتر از 5 میلی متر است) تجزیه می شوند. این MP ثانویه، همراه با MP اولیه (ریزدانه های ساخته شده، عایق ها، رنگ ها، الیاف، محصولات مراقبت شخصی و لوازم آرایشی، پلت ها، کپسول‌ها و مواد پاک‌کننده) 243.000 تن از ذرات پلاستیکی شناور در دریاها را شامل می شوند. این ذرات به دلیل آب گریزی و مساحت سطحی بزرگ آلاینده های سمی یا عوامل بیماری زا را از محیط زیست جذب و دفع می کنند و ازین طریق خطر بلع توسط آبزیان افزایش می‌یابد. علاوه براین، MP اثرات جدی بر سلامتی مانند سمیت ژنتیکی، سمیت عصبی و بیماری های متابولیک همراه دارد.

میکروپلاستیک هایی که وارد خاک می شوند نیز می توانند فعالیت میکروبی خاک و عملکرد گیاه را مختل کنند. میکروپلاستیک های کوچکتر و نانوپلاستیک (NP) ممکن است ازطریق زنجیره غذایی (همچون غذاهای دریایی و نمک) توسط انسان بلعیده شوند یا به طور مستقیم ازطریق گرد و غبار هوا استنشاق شوند که سلامت انسان را تهدید می کند. از آنجایی که اثرات طولانی مدت آلودگی پلاستیک بر سلامت جانداران به خوبی درک نشده است، توسعه و اجرای فناوری ها و سیاست های مدیریت موثر پسماند ضروری است. امروزه، سیستم های مدیریت پسماند بر فرایندهای ترجیحی پیوسته متکی هستند. این اقدامات ترجیحی شامل ممنوعیت و کاهش تولید زباله، استفاده مجدد از محصولات پلاستیکی و بازیافت است. در شکل زیر چرخه حیات پلاستیک نشان داده شده است.

شکل 1:

رهاسازی مستقیم PW علاوه بر ایجاد مخاطرات زیست محیطی، هیچ گونه مزایای اقتصادی و مالی به همراه ندارد و از این رو، کمترین گزینه ترجیحی در سلسله مراتب مدیریت پسماند است. مفهوم اقتصاد چرخشی بر اصول 5R (کاهش، استفاده مجدد، پردازش مجدد، بازیابی و بازیافت) و همچنین استفاده از منابع تجدیدپذیر در امور روزمره و فعالیت‌های صنعتی تاکید دارد. مفهوم مشابهی به نام "آپ سایکلینگ" شامل تولید مواد با ارزش افزوده با کمک روش تعیین ارزش است. چرخه مواد نشان دهنده تولید، استفاده، دفع، تجزیه و کانی سازی است که مواد مغذی را از منبع طبیعی به محیط باز می گرداند. با این حال، دستیابی به مزایای اقتصادی در مدیریت پسماند بسیار دشوار است؛ تا حدودی به این دلیل که اصول اقتصاد چرخشی با روش های ساخت، استفاده و دفع پلاستیک مطابقت ندارد.

جمع بندی نهایی

این مقاله به بررسی پیشرفت های تکنولوژیکی در مطالعه اثرات ضایعات پلاستیک (PW) یا مخلوط PW بر محیط، اقتصاد جهانی و همچنین بسیاری از تکنیک های فنی و مهندسی می پردازد که در آینده مسیر را برای دستیابی به اقتصاد چرخشی هموار خواهند کرد. در ادامه درمورد میکروپلاستیک، ارزیابی چرخه حیات، آپ سایکلینگ و طراحی برای بازیافت بحث می شود. این فناوری های جدید پتانسیل تولید زباله به روش حلقه بسته و تبدیل اقتصاد پلاستیکی از خطی به چرخشی را دارند. با این حال، روش خاصی برای رسیدگی به این موضوع وجود ندارد. از این رو، به تلاش و همکاری مشترک تمام حوزه ها و استفاده از تکنیک تعیین ارزش ضرورت دارد. سورتینگ PW به عنوان فناوری جدید ازجمله فناوری های مبتنی بر هوش مصنوعی و واترمارک، ظهور می کند. با این حال، نباید فناوری های به کار رفته در شست و شو و تهویه را نادیده گرفت. تا به حال، از بازیافت مکانیکی برای بازیافت رزین، بخشی از مواد قابل بازیافت و تعداد اندکی زباله استفاده می شد. بدون شک با پیشرفت در بازفرموله کردن بازیافت، تفکیک زباله، طراحی محصول و تهویه نقش بازیافت مکانیکی را برای پاسخگویی به برنامه های کاربردی تر پررنگ می کنند. درصورت بروز مشکل در بازیافت مکانیکی مانند تحویل محصولات با کیفیت و بازیافت مخلوط از بازیافت شیمیایی می توان استفاده کرد. از بسیاری از روش های بازیافت، از بازیافت مونومرها گرفته تا مواد اولیه، می توان استفاده کرد و با این حال، توسعه این فناوری ها باهدف مقرون به صرفه بودن ضرورت خواهد داشت. از فناوری های PET و پلی اولفین های مخلوط نیز می توان استفاده کرد.

دیگر ضایعات پلاستیکی با مشکلات بیشتری روبرو خواهد شد و حتی ممکن است به تولید سوخت‌ها و مواد شیمیایی یا مونومرهای با ارزش بالا نیاز باشد تا بتوانند نواقص اقتصادی خود را جبران کنند. به تحقیقات بیشتری درمورد راه حل‌های پیشنهادی همچون مدل‌های استفاده مجدد، مدل‌های کسب و کار جدید برای تشویق استفاده مجدد، توسعه مواد غیرسمی و شیمیایی سبز نیاز است. همچنین بهبود استانداردهای مواد سبز، توسعه و طراحی محصول جدید برای محدود کردن پلاستیک یکبار مصرف و مواد شیمیایی سمی، به منظور کاهش تولید ضایعات پلاستیکی توصیه می شود.