کاربرد پلاستیکهای زیست تخریب پذیر و اثرات زیست محیطی آنها
افزایش نگرانیهای زیست محیطیِ استفاده گسترده از پلاستیک های سنتی موجب افزایش روزافزون علاقه به بیوپلاستیکها، به دلیل تجزیه زیستی و اتکای آنها به مواد آلی، شده است. این مطالعه هم به بررسی اثرات مضر پلاستیک های نفتی بر اکوسیستم، حیوانات و سلامت انسان می پردازد و هم بر ضرورت استفاده از جایگزین های پایدار تاکید می کند. ویژگیهای ماندگار پلاستیک به همراه نقش آنها در افزایش گرمایش جهانی و انتشار گازهای مضر هنگام سوختن، ضرورت یافتن جایگزینهای سازگار با محیط زیست را نشان می دهد. این تحقیق از یک سو استفاده از مواد زیست تخریب پذیر را به عنوان یک روش جایگزین عملی معرفی کرده و ازطرفی، توانایی تجزیه آنها ازطریق عملکرد میکروارگانیسم ها را بدون آسیب رساندن به محیط بیان می کند. علاوه بر این، محدودیتهای بازیافت را نیز مورد بحث قرار داده و اهمیت توسعه جایگزین هایی مانند پلی لاکتید، پلی هیدروکسی آلکانوات، پلی هیدروکسی بوتیرات، نشاسته و سلولز را باهدف کاهش اثرات منفی پلاستیکهای معمولی بر محیط زیست منعکس می کند. بحث فعلی این مقاله تغییر رویه به سمت مواد پایدار به منظور رسیدگی به مشکل روبه رشد آلودگی پلاستیکی است.
در سال های اخیر بیوپلاستیکها به دلیل دارا بودن مزایای زیست محیطی بسیار مورد توجه قرار گرفتهاند. نام "بیوپلاستیک" توسط "بیوپلاستیکهای اروپایی" که یک نهاد حمایتی اروپایی برای بیوپلاستیک ها است، اختصاص یافت. بیوپلاستیکها یا زیست تخریب پذیر هستند؛ یا بر پایه مواد زیستی و یا هر دو. پلاستیک ها به جزء لاینفک تمام جنبههای زندگی روزمره مدرن تبدیل شده اند. انعطاف پذیری، وزن سبک و هزینه کمتر پلاستیک را به یک ماده بسیار مطلوب در طیف وسیعی از لوازم خانگی و کاربردهای صنعتی تبدیل کرده است. با این حال، استفاده بیش از حد و بی احتیاط از پلاستیک منجر به تخریب محیط زیست و پیامدهای مضری برای سلامت انسان میشود. پلاستیک ها از منابع محدود نفتی تولید میشوند که استفاده بیش از حد از آنها موجب فرسودگی این منابع طبیعی شده است. این ترکیبات ماهیت آلی دارند و دفع نامناسب آنها موجب از بین رفتن تعداد بیشماری از حیوانات به دلیل خفگی می شود. این مواد همچنین اثرات مخربی بر روی موجودات آبزی و زمینی دارند زیرا حاصلخیزی خاک را کاهش داده و احتمال اوتروفیکاسیون را افزایش میدهند. مشکل ذاتی پلاستیکها، تجزیه ناپذیری آنها است که باعث میشود آنها در محیط زیست تا مدت طولانی دوام بیاورند که اغلب تا هزاران سال طول میکشد. تولید گسترده پلاستیک های یکبار مصرف، که با تقاضای مصرف کنندگان تامین می شود، منجر به افزایش قابل توجه خطرات زیست محیطی خواهد شد که به عنوان آلودگی پلاستیکی شناخته می شود. این مشکل از تولید مقادیر زیاد پلاستیک ناشی میشود. زباله پلاستیک های تهیه شده از مواد نفتی قادر به تجزیه طبیعی نیستند و اکثرا در محیط دور ریخته شده و یا در محل های دفن زباله دفن می شوند. پلاستیکهای سنتی تهیه شده از منابع نفتی در برابر تجزیه میکروبی مقاوم بوده و به اکوسیستم ها و سیستم های غذایی وارد می شوند. علاوه براین، فرایند سوزاندن زبالههای پلاستیکی نفتی به منظور تولید انرژی منجر به انتشار گازهای گلخانه ای و خطرناک به ویژه دیوکسین، فوران ها و بی فنیل های پلی کلره می شود. انتشار گازهای گلخانهای ازجمله متان، اکسید نیتریک و دی اکسید کربن به تشدید گرمایش جهانی کمک می کنند. احتراق این پلیمرها به دلیل انتشار گازهای سمی برای محیط زیست مضر بوده و انتشار مواد شیمیایی این می تواند منجر به مشکلات سلامتی مانند بیماری های تنفسی، ریوی و قلبی، تحریک پوست، سرطان، ضعف سیستم ایمنی، اختلال در تعادل هورمونی، نقایص مادرزادی و آسیب شدید به سیستم تولید مثل و عصبی در انسان شود.
برای پرداختن به این موضوع، به یک راه حل جایگزین مانند تولید پلاستیک زیست تخریب پذیر نیاز داریم. پلاستیک زیست تخریب پذیر نوعی پلاستیک است که می تواند در محیط ازطریق فعالیت میکروارگانیسم ها مانند باکتری ها، قارچها و جلبکها تجزیه شود. مزیت اصلی استفاده از پلاستیک زیست تخریب پذیر تجزیه سریع آن در محیط بدون ایجاد هیچ گونه اثرات مخربی بر محیط زیست است. پلاستیک که از مواد خام بالقوه کم هزینه ساخته شده است، محیط زیست را تهدید نمی کند. از بازیافت می توان به عنوان یک راه حل پیشرفته در مدیریت زبالههای پلاستیکی استفاده کرد. با این حال، اثربخشی آن به دلیل ترکیب پیچیده پلاستیک، انواع مختلف پلاستیک و کاهش کیفیت مواد که در هر مرحله از بازیافت رخ می دهد محدود شده است. حدود 9 درصد از زبالههای پلاستیکی بازیافت می شوند. علاوه براین، لازم به ذکر است که 99 درصد از پلاستیک از منابع سوخت فسیلی تجدید ناپذیر به ویژه نفت و گاز طبیعی تهیه شده اند. درحال حاضر کاربردهای متنوع پلیمرهای زیست تخریب پذیر مختلف مانند پلی لاکتید (PLA)، پلی هیدروکسی آلکانوات (PHA)، پلی هیدروکسی بوتیرات (PHB)، نشاسته و سلولز در دست بررسی هستند. برهمین اساس، ایجاد یک محیط زیست بی خطر و استفاده از جایگزین زیست تخریب پذیر برای پلاستیکهای سنتی تهیه شده از نفت ضروری است. استفاده بیش از حد از پلیمر و محصولات تولیدی آنها اثرات زیست محیطی قابل توجهی را به همراه داشته و موجب اکتشاف پلاستیک میشود که در اینجا بیان شده است. این جایگزینها ازنظر تجاری و زیست محیطی به عنوان جایگزینی برای پلاستیک های پتروشیمی معمولی قابل اجرا هستند.
هدف از این مطالعه بررسی مقابله با نگرانیهای زیستمحیطی ناشی از پلاستیکهای معمولی، اثرات منفی آنها و حمایت از جایگزین های پایدار است. این مطالعه بر اهمیت استقبال از مواد سازگار با محیط زیست همچون جایگزین های زیست تخریب پذیر مانند PLA، PHA، PHB، نشاسته و سلولز تاکید دارد. همچنین بر محدودیتهای بازیافت و ضرورت بررسی روش های جدید به منظور کاهش پیامدهای زیست محیطی پلاستیک های سنتی متمرکزاست.
پلاستیکهای زیست تخریب پذیر
پلیمرهای زیست تخریب پذیر نوعی پلاستیک سازگار با محیط زیست هستند که از مواد تجدیدپذیر مانند زیست توده، نشاسته، چربی ها و روغن ها تشکیل شده اند. ضایعات مواد غذایی، کشاورزی، سبزیجات و همچنین مواد اولیه تجدید پذیر مانند زیست توده منابع مهم بیوپلاستیک به شمار میروند. در شکل زیر انواع پلاستیکهای زیست تخریب پذیر، منبع و خواص آنها ارائه شده است.
شکل 1:
عدم آلودگی زیست محیطی، عدم کاهش منابع سوخت فسیلی و درنهایت عدم ایجاد هیچ تهدیدی برای انسان از مزایای این گونه بیوپلاستیک ها است. از جمعیت های میکروبی می توان برای استخراج پلاستیک های زیست تخریب پذیر از زبالههای زیستی استفاده کرد که بسیار مفید است. پلیمرهای زیست تخریب پذیر به طور طبیعی در محیط تجزیه میشوند؛ این فرایند هنگامی رخ می دهد که میکروارگانیسم های موجود در محیط ساختار مولکولی پلاستیکهای قابل بازیافت را متابولیزه و تجزیه کرده و به مولکولهای سادهای تبدیل میکند که برای محیط زیست بیخطر هستند. دو نوع پلاستیک قابل تجزیه وجود دارد: یکی ازطریق فرایندهای هوازی مانند کمپوست کردن و دیگری در یک محیط غیرهوازی مانند محل دفن زباله تجزیه می شوند. این فرایند شامل تبدیل ماده به دی اکسید کربن (CO₂) متان (CH₄)، آب (H₂O) و زیست توده توسط میکروارگانیسم ها در یک بازه زمانی مشخص و تحت شرایط خاص است.
نتیجه گیری
باتوجه به یافته های به دست آمده، استفاده گسترده از پلاستیک های نفتی منجر به فاجعه زیست محیطی قابل توجه آلودگی پلاستیک و به دنبال آن خطر انقراض گونه ها و سلامت انسان شده است. این مطالعه بر مشکلات ذاتی مرتبط با بازیافت و محدودیتها دستاوردی در مقابله با ترکیب پیچیده پلاستیک ها تاکید دارد. همچنین بر ضرورت استفاده از جایگزینهای زیست محیطی قابل قبول و پلاستیکهای زیست تخریب پذیر به دلیل تخریب سریع به عنوان یک پاسخ احتمالی بدون ایجاد آسیب محیطی تاکید می کند. این مطالعه علاوه براین به بررسی پلیمرهای زیست تخریب پذیر مانند PLA، PHA، PHB، سلولز و نشاسته به عنوان جایگزینهای مناسب برای پلاستیکهای معمولی که هم ازنظر زیست محیطی و هم ازنظر تجاری پایدار هستند می پردازد؛ بنابراین خواستار استفاده گسترده از آنها است. پلیمرهای زیست تخریب پذیر ازنظر زیست محیطی و اقتصادی مقرون به صرفه بوده و راهکاری مناسب باهدف کاهش اثرات مضر مصرف پلاستیک در سیاره ما هستند. این مطالعه به بیان شواهد روزافزونی میپردازد که باوجود اثرات منفی پلاستیکهای سنتی، از تغییر سریع به سمت محصولات پایدار و زیست تخریب پذیر به منظور دستیابی به آیندهای سالم تر و سازگارتر با محیط زیست خبر میدهند.
