Kunststoffe der Welt

Im Jahr 2050 wird das Gewicht des Plastikmülls in den Ozeanen das Gewicht der Fische zusammen übersteigen! Eine solche Warnung wurde in einen Bericht der Ellen MacArthur Foundation und von McKinsey aufgenommen, der anlässlich des Weltwirtschaftsforums in Davos im Jahr 2016 veröffentlicht wurde.

Wie wir in dem Dokument lesen, betrug das Verhältnis von Tonnen Plastik zu Tonnen Fisch in den Meeresgewässern im Jahr 2014 eins zu fünf. Im Jahr 2025 wird es jeder Dritte sein, und im Jahr 2050 wird es mehr Plastikmüll geben ... Der Bericht basiert auf Interviews mit mehr als 180 Experten und einer Analyse von mehr als zweihundert anderen Studien. Die Autoren des Berichts stellen fest, dass nur 14 % der Kunststoffverpackungen recycelt werden. Bei anderen Materialien ist die Recyclingquote nach wie vor viel höher und es werden 58 % des Papiers und bis zu 90 % des Eisens und Stahls zurückgewonnen.

1. Weltweite Kunststoffproduktion 1950-2010

Dank seiner einfachen Handhabung und Vielseitigkeit ist es offensichtlich zu einem der beliebtesten Materialien der Welt geworden. Seine Nutzung hat sich von 1950 bis 2000 fast verdoppelt (1) und wird sich in den nächsten zwanzig Jahren voraussichtlich verdoppeln.

2. Bild aus dem pazifischen Paradies des Tuvalu-Archipels

. Wir finden es in Flaschen, Folien, Fensterrahmen, Kleidung, Kaffeemaschinen, Autos, Computern und Käfigen. Sogar ein Fußballrasen verbirgt synthetische Fasern zwischen natürlichen Grashalmen. Plastiktüten und Tüten, die manchmal versehentlich von Tieren gefressen werden, liegen an Straßenrändern und auf Feldern (2). Mangels Alternativen wird Plastikmüll häufig verbrannt, wodurch giftige Dämpfe in die Atmosphäre gelangen. Plastikmüll verstopft die Kanalisation und verursacht Überschwemmungen. Sie verhindern das Keimen von Pflanzen und die Aufnahme von Regenwasser.

3. Schildkröte frisst Plastikfolie

Die kleinsten Dinge sind die Schlimmsten

Viele Forscher stellen fest, dass der gefährlichste Plastikmüll nicht im Meer schwimmende PET-Flaschen oder Milliarden zusammenfallender Plastiktüten sind. Das größte Problem sind Objekte, die wir nicht wirklich wahrnehmen. Das sind dünne Kunststofffasern, die in den Stoff unserer Kleidung eingewebt sind. Auf Dutzenden Wegen, Hunderten von Straßen, durch Abwasserkanäle, Flüsse, sogar durch die Atmosphäre dringen sie in die Umwelt, in die Nahrungsketten von Tieren und Menschen ein. Die Schädlichkeit dieser Art von Verschmutzung reicht Ebene der Zellstrukturen und DNA!

Leider ist die Bekleidungsindustrie, die schätzungsweise rund 70 Milliarden Tonnen dieser Faserart zu 150 Milliarden Kleidungsstücken verarbeitet, tatsächlich in keiner Weise reguliert. Hersteller von Bekleidung unterliegen nicht so strengen Beschränkungen und Kontrollen wie die Hersteller von Kunststoffverpackungen oder den oben genannten PET-Flaschen. Über ihren Beitrag zur Plastikverschmutzung der Welt wird wenig gesagt oder geschrieben. Es gibt auch keine strengen und etablierten Verfahren für die Entsorgung von Kleidung, die mit schädlichen Fasern verflochten ist.

Ein damit verbundenes und nicht minderes Problem ist das sogenannte mikroporöser Kunststoff, also winzige synthetische Partikel mit einer Größe von weniger als 5 mm. Das Granulat stammt aus vielen Quellen – Kunststoffen, die in der Umwelt zerfallen, bei der Herstellung von Kunststoffen oder beim Abrieb von Autoreifen während ihres Betriebs. Dank der Unterstützung der Reinigungswirkung finden sich Mikroplastikpartikel sogar in Zahnpasten, Duschgels und Peelingprodukten. Mit Abwässern gelangen sie in Flüsse und Meere. Die meisten herkömmlichen Kläranlagen können sie nicht auffangen.

Ein alarmierendes Verschwinden von Abfall

Nach einer Studie der Meeresexpedition Malaspina aus den Jahren 2010–2011 wurde unerwartet festgestellt, dass es in den Ozeanen deutlich weniger Plastikmüll gibt als angenommen. Für Monate. Wissenschaftler rechneten mit einem Fang, der die Menge an Meeresplastik auf Millionen Tonnen schätzen würde. Unterdessen spricht ein Studienbericht, der 2014 in der Zeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences erschien, von … 40. Ton. Das haben Wissenschaftler herausgefunden 99 % des Plastiks, das im Meerwasser schwimmen sollte, fehlt!

4. Plastik und Tiere

Alles ist gut? Absolut nicht. Wissenschaftler spekulieren, dass das fehlende Plastik in die Nahrungskette der Ozeane gelangt ist. Also: Müll wird massenhaft von Fischen und anderen Meeresorganismen gefressen. Dies geschieht nach der Fragmentierung aufgrund der Einwirkung von Sonne und Wellen. Dann können winzige schwimmende Fischstücke mit ihrer Nahrung verwechselt werden – winzige Meeresbewohner. Die Folgen des Verzehrs kleiner Plastikstücke und anderer Kontakte mit Plastik sind noch nicht gut verstanden, aber es ist wahrscheinlich kein positiver Effekt (4).

Nach konservativen Schätzungen, die in der Fachzeitschrift Science veröffentlicht wurden, gelangen jedes Jahr mehr als 4,8 Millionen Tonnen Plastikmüll in die Ozeane. Es können jedoch 12,7 Millionen Tonnen erreicht werden. Die Wissenschaftler, die hinter den Berechnungen stehen, sagen, wenn der Durchschnitt ihrer Schätzung etwa 8 Millionen Tonnen betragen würde, würde diese Menge an Trümmern 34 Inseln in Manhattan-Größe in einer einzigen Schicht bedecken.

Hauptautoren dieser Berechnungen sind Wissenschaftler der University of California in Santa Barbara. Im Rahmen ihrer Arbeit arbeiteten sie mit US-Bundesbehörden und anderen Universitäten zusammen. Eine interessante Tatsache ist, dass nach diesen Schätzungen nur 6350 bis 245 Tausend. Tonnen von Plastikmüll im Meer schwimmen auf der Meeresoberfläche. Der Rest ist woanders. Wissenschaftlern zufolge sowohl am Meeresboden als auch an den Küsten und natürlich auch in tierischen Organismen.

Wir haben noch neuere und noch erschreckendere Daten. Ende letzten Jahres veröffentlichte Plos One, ein Online-Wissenschaftsrepository, einen gemeinsamen Artikel von Forschern aus vielen hundert Wissenschaftszentren, in dem die Gesamtmasse des auf der Oberfläche der Weltmeere schwimmenden Plastikmülls auf 268 Tonnen geschätzt wurde! Ihre Einschätzung basiert auf Daten von 940 Expeditionen, die zwischen 24 und 2007 durchgeführt wurden. in tropischen Gewässern und im Mittelmeer.

„Kontinente“ (5) des Plastikmülls sind nicht statisch. Basierend auf Simulation Bewegung der Wasserströmungen in den Ozeanenkonnten Wissenschaftler feststellen, dass sie sich nicht an einem Ort sammeln, sondern über weite Strecken transportiert werden. Durch die Einwirkung des Windes auf die Meeresoberfläche und die Rotation der Erde (durch die sogenannte Coriolis-Kraft) bilden sich in den fünf größten Körpern unseres Planeten – also der Erde – Wasserwirbel. der Nord- und Südpazifik, der Nord- und Südatlantik und der Indische Ozean, wo sich nach und nach alle schwimmenden Plastikgegenstände und Abfälle ansammeln. Diese Situation wiederholt sich zyklisch jedes Jahr.

5. Karte der Verteilung von Plastikmüll unterschiedlicher Größe im Ozean.

Die Vertrautheit mit den Migrationsrouten dieser „Kontinente“ ist das Ergebnis langer Simulationen mit Spezialgeräten (die normalerweise in der Klimaforschung nützlich sind). Der Weg mehrerer Millionen Plastikabfälle wurde untersucht. Modellierungen zeigten, dass in Bauwerken, die über eine Fläche von mehreren hunderttausend Kilometern errichtet wurden, Wasserströme vorhanden waren, die einen Teil des Abfalls über seine höchste Konzentration hinaus mitnahmen und nach Osten leiteten. Natürlich gibt es weitere Faktoren wie Wellen- und Windstärke, die bei der Erstellung der oben genannten Studie nicht berücksichtigt wurden, aber sicherlich eine erhebliche Rolle für die Geschwindigkeit und Richtung des Kunststofftransports spielen.

Diese treibenden „Abfallgebiete“ sind auch hervorragende Transportmittel für verschiedene Arten von Viren und Bakterien, die sich dadurch leichter verbreiten können.

So räumen Sie „Müllkontinente“ auf

Kann per Hand abgeholt werden. Für manche ist Plastikmüll ein Fluch, für andere eine Einnahmequelle. sie werden sogar von internationalen Organisationen koordiniert. Sammler aus der Dritten Welt Separates Plastik zu Hause. Sie arbeiten von Hand oder mit einfachen Maschinen. Kunststoffe werden geschreddert oder in kleine Stücke geschnitten und zur Weiterverarbeitung verkauft. Vermittler zwischen ihnen, der Verwaltung und öffentlichen Organisationen sind spezialisierte Organisationen. Diese Zusammenarbeit sichert den Sammlern ein stabiles Einkommen. Gleichzeitig ist es eine Möglichkeit, Plastikmüll aus der Umwelt zu entfernen.

Allerdings ist die manuelle Erfassung relativ ineffizient. Daher gibt es Ideen für ambitioniertere Aktivitäten. Beispielsweise bietet das niederländische Unternehmen Boyan Slat im Rahmen des Projekts The Ocean Cleanup an Installation schwimmender Müllabscheider im Meer.

Eine Pilot-Abfallsammelanlage in der Nähe der Insel Tsushima zwischen Japan und Korea war sehr erfolgreich. Es wird nicht von externen Energiequellen angetrieben. Sein Einsatz basiert auf dem Wissen über die Auswirkungen von Wind, Meeresströmungen und Wellen. Schwimmende Kunststoffabfälle, die in einer bogen- oder schlitzförmigen Falle (6) aufgefangen werden, werden weiter in den Bereich gedrückt, wo sie sich ansammeln und relativ einfach entfernt werden können. Nachdem die Lösung nun im kleineren Maßstab getestet wurde, müssen größere Anlagen mit einer Länge von sogar hundert Kilometern gebaut werden.

6. Sammlung von schwimmendem Plastikmüll im Rahmen des Ocean Cleanup-Projekts.

Der berühmte Erfinder und Millionär James Dyson hat das Projekt vor einigen Jahren entwickelt. MV Reciklonoder toller Kahnstaubsaugerderen Aufgabe es sein wird, das Meerwasser von Müll, hauptsächlich Plastik, zu reinigen. Die Maschine muss Schmutz mit einem Kescher auffangen und ihn dann mit vier Zentrifugalsaugern aufsaugen. Das Konzept besteht darin, dass das Absaugen aus dem Wasser erfolgen soll und die Fische nicht gefährden dürfen. Dyson ist ein englischer Designer von Industrieanlagen, der vor allem als Erfinder des beutellosen Zyklonstaubsaugers bekannt ist.

Und was tun mit dieser Müllmasse, wenn man noch Zeit hat, sie einzusammeln? An Ideen mangelt es nicht. Der Kanadier David Katz schlägt beispielsweise vor, ein Plastikgefäß zu entwickeln ().

Abfall wäre hier eine Art Währung. Sie könnten gegen Geld, Kleidung, Lebensmittel, mobiles Aufladen oder einen 3D-Drucker eingetauscht werden., wodurch Sie wiederum neue Haushaltsgegenstände aus recyceltem Kunststoff herstellen können. Die Idee wurde sogar in Lima, der Hauptstadt Perus, umgesetzt. Nun will Katz die haitianischen Behörden für ihn interessieren.

Recycling funktioniert, aber nicht alles

Unter dem Begriff „Kunststoff“ versteht man Materialien, deren Hauptbestandteil synthetische, natürliche oder modifizierte Polymere sind. Kunststoffe können sowohl aus reinen Polymeren als auch aus durch Zusatz verschiedener Hilfsstoffe modifizierten Polymeren gewonnen werden. Unter den Begriff „Kunststoffe“ fallen in der Umgangssprache auch Halbzeuge zur Weiterverarbeitung und Fertigprodukte, sofern diese aus Materialien hergestellt sind, die als Kunststoffe einzustufen sind.

Es gibt etwa zwanzig gängige Kunststoffarten. Für jedes Modell gibt es zahlreiche Optionen, die Ihnen bei der Auswahl des besten Materials für Ihre Anwendung helfen. Es gibt fünf (oder sechs) Gruppen Massenkunststoffe: Polyethylen (PE, einschließlich hoher und niedriger Dichte, HD und LD), Polypropylen (PP), Polyvinylchlorid (PVC), Polystyrol (PS) und Polyethylenterephthalat (PET). Diese sogenannten Big Five oder Six (7) decken fast 75 % des europäischen Bedarfs an allen Kunststoffen und stellen die größte Gruppe von Kunststoffen dar, die auf kommunalen Mülldeponien landen.

Entsorgung dieser Stoffe durch im Freien brennen Es wird weder von der Fachwelt noch von der breiten Öffentlichkeit akzeptiert. Andererseits können zu diesem Zweck umweltfreundliche Verbrennungsanlagen eingesetzt werden, die den Abfall um bis zu 90 % reduzieren.

Abfalllagerung auf Deponien Es ist nicht so giftig wie das Verbrennen im Freien, wird aber in den meisten Industrieländern nicht mehr akzeptiert. Obwohl es nicht stimmt, dass „Kunststoff langlebig ist“, dauert der biologische Abbau von Polymeren viel länger als der von Lebensmitteln, Papier oder Metallabfällen. Lange genug, zum Beispiel in Polen Bei der derzeitigen Produktion von Plastikmüll, die etwa 70 kg pro Kopf und Jahr beträgt, und einer Verwertungsrate, die bis vor Kurzem kaum über 10 % lag, würde der inländische Haufen dieses Mülls in etwas mehr als einem Jahrzehnt 30 Millionen Tonnen erreichen.

Faktoren wie die chemische Umgebung, die Einwirkung (UV) und natürlich die Materialfragmentierung beeinflussen die langsame Zersetzung von Kunststoff. Viele Recyclingtechnologien (8) basieren lediglich auf einer starken Beschleunigung dieser Prozesse. Dadurch erhalten wir einfachere Partikel aus Polymeren, die wir wieder in Material für etwas anderes umwandeln können, oder kleinere Partikel, die als Rohstoffe für die Extrusion verwendet werden können, oder wir können auf die chemische Ebene gehen – um Biomasse, Wasser, verschiedene Arten von Gasen, Kohlendioxid, Methan, Stickstoff zu produzieren.

8. Recycling- und Kunststoffverarbeitungstechnologien

Die Entsorgung von thermoplastischen Abfällen ist relativ einfach, da sie viele Male recycelt werden können. Bei der Verarbeitung kommt es jedoch zu einem teilweisen Abbau des Polymers, was zu einer Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften des Produkts führt. Aus diesem Grund wird dem Verarbeitungsprozess nur ein gewisser Prozentsatz recycelter Materialien zugeführt oder der Abfall wird zu Produkten mit geringeren Leistungsanforderungen, wie zum Beispiel Spielzeug, verarbeitet.

Ein viel größeres Problem besteht bei der Entsorgung gebrauchter thermoplastischer Produkte die Notwendigkeit zu sortieren im Hinblick auf das Sortiment, das Fachkenntnisse und die Entfernung von Verunreinigungen erfordert. Dies ist nicht immer von Vorteil. Kunststoffe aus vernetzten Polymeren sind grundsätzlich nicht recycelbar.

Alle organischen Materialien sind brennbar, allerdings ist es auch schwierig, sie auf diese Weise zu zerstören. Diese Methode kann nicht auf Materialien angewendet werden, die Schwefel, Halogene und Phosphor enthalten, da diese beim Verbrennen große Mengen giftiger Gase in die Atmosphäre freisetzen, die den sogenannten sauren Regen verursachen.

Zunächst werden chlororganische aromatische Verbindungen freigesetzt, deren Toxizität um ein Vielfaches höher ist als bei Kaliumcyanid, und Kohlenwasserstoffoxide in Form von Dioxanen - C₄H₈O₂ ich furans - C₄H₄Über die Freisetzung in die Atmosphäre. Sie reichern sich in der Umwelt an, sind aber aufgrund geringer Konzentrationen schwer nachweisbar. Durch die Aufnahme mit Nahrung, Luft und Wasser und die Anreicherung im Körper verursachen sie schwere Krankheiten, schwächen die Immunität des Körpers, sind krebserregend und können genetische Veränderungen hervorrufen.

Die Hauptquelle der Dioxinemissionen ist die Verbrennung chlorhaltiger Abfälle. Um die Freisetzung dieser schädlichen Verbindungen zu vermeiden, werden Anlagen, die mit sogenannten. Nachbrenner, bei min. 1200°C.

Abfall wird auf unterschiedliche Weise recycelt

Технология Recycling aus Kunststoff ist ein mehrstufiger Ablauf. Beginnen wir mit der richtigen Sammlung von Sedimenten, also der Trennung von Plastik und Müll. In der Aufbereitungsanlage erfolgt zunächst die Vorsortierung, dann das Mahlen und Mahlen, die Fremdkörpertrennung, anschließend die sortenreine Sortierung der Kunststoffe, die Trocknung und die Gewinnung eines Halbzeugs aus gewonnenen Rohstoffen.

Eine sortenreine Sortierung des gesammelten Mülls ist nicht immer möglich. Deshalb werden sie nach vielen verschiedenen Methoden sortiert, meist unterteilt in mechanische und chemische. Zu den mechanischen Methoden gehören: manuelle Trennung, Flotation oder pneumatisch. Bei kontaminierten Abfällen erfolgt die Sortierung nass. Chemische Methoden umfassen Hydrolyse – Dampfzersetzung von Polymeren (Rohstoffe für die Reproduktion von Polyestern, Polyamiden, Polyurethanen und Polycarbonaten) oder Niedertemperaturpyrolyse, mit dem beispielsweise PET-Flaschen und Altreifen entsorgt werden.

Unter Pyrolyse versteht man die thermische Umwandlung organischer Substanzen in einer Umgebung, die völlig anoxisch ist oder wenig oder keinen Sauerstoff enthält. Die Niedertemperaturpyrolyse läuft bei einer Temperatur von 450–700 °C ab und führt unter anderem zur Bildung von Pyrolysegas, bestehend aus Wasserdampf, Wasserstoff, Methan, Ethan, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid, außerdem Schwefelwasserstoff und Ammoniak, Öl, Teer, Wasser und organische Stoffe, Pyrolysekoks und Staub mit einem hohen Gehalt an Schwermetallen. Die Anlage benötigt keine Stromversorgung, da sie mit Pyrolysegas arbeitet, das während des Rezirkulationsprozesses entsteht.

Für den Betrieb der Anlage werden bis zu 15 % des Pyrolysegases verbraucht. Bei dem Verfahren entstehen außerdem bis zu 30 % Pyrolyseflüssigkeit, ähnlich wie Heizöl, die in Fraktionen wie 30 % Benzin, Lösungsmittel, 50 % Heizöl und 20 % Heizöl aufgeteilt werden kann.

Die restlichen aus einer Tonne Abfall gewonnenen Sekundärrohstoffe sind: Bis zu 50 % Kohlenstoffpyrokarbonat ist fester Abfall, heizwertnah an Koks, der als fester Brennstoff, Aktivkohle für Filter oder pulverförmig als A verwendet werden kann Pigment für Farben und bis zu 5 % Metall (Heckschrott) bei der Pyrolyse von Autoreifen.

Häuser, Straßen und Treibstoff

Bei den beschriebenen Recyclingmethoden handelt es sich um ernsthafte Industrieprozesse. Sie sind nicht in jeder Situation verfügbar. Die dänische Ingenieurstudentin Lisa Fuglsang Westergaard (9) kam in der indischen Stadt Joygopalpur in Westbengalen auf eine ungewöhnliche Idee: Warum nicht aus verstreuten Tüten und Paketen Ziegel herstellen, mit denen Menschen Häuser bauen könnten?

9. Lisa Fulsang Westergaard

Es ging nicht nur um die Herstellung der Ziegel, sondern darum, den gesamten Prozess so zu gestalten, dass die am Projekt beteiligten Menschen wirklich davon profitieren. Nach ihrem Plan wird der Müll zunächst eingesammelt und bei Bedarf gereinigt. Anschließend wird das gesammelte Material aufbereitet, indem es mit einer Schere oder einem Messer in kleinere Stücke geschnitten wird. Das zerkleinerte Rohmaterial wird in eine Form gegeben und auf einem Solarrost platziert, wo der Kunststoff erhitzt wird. Nach etwa einer Stunde schmilzt der Kunststoff und nach dem Abkühlen können Sie den fertigen Stein aus der Form nehmen.

Plastiksteine Sie verfügen über zwei Löcher, durch die Bambusstäbe gefädelt werden können. So entstehen stabile Wände ohne den Einsatz von Zement oder anderen Bindemitteln. Anschließend können solche Kunststoffwände auf herkömmliche Weise verputzt werden, beispielsweise mit einer Lehmschicht, die sie vor der Sonne schützt. Häuser aus Kunststoffziegeln haben außerdem den Vorteil, dass sie im Gegensatz zu Lehmziegeln resistent gegen beispielsweise Monsunregen sind und dadurch deutlich langlebiger werden.

Es sei daran erinnert, dass in Indien auch Plastikmüll verwendet wird. Straßenbauarbeiten. Alle Straßenentwickler im Land sind gemäß der Verordnung der indischen Regierung vom November 2015 verpflichtet, Kunststoffabfälle sowie bituminöse Gemische zu verwenden. Dies soll dazu beitragen, das wachsende Problem des Kunststoffrecyclings zu lösen. Diese Technologie wurde von Prof. Rajagopalan Vasudevan von der Madurai School of Engineering.

Der gesamte Vorgang ist sehr einfach. Der Abfall wird zunächst mit einer speziellen Maschine auf eine bestimmte Größe zerkleinert. Anschließend werden sie zu einem entsprechend vorbereiteten Aggregat gegeben. Der verfüllte Müll wird mit heißem Asphalt vermischt. Die Straße wird bei einer Temperatur von 110 bis 120 °C verlegt.

Die Verwendung von Kunststoffabfällen im Straßenbau bietet viele Vorteile. Der Prozess ist einfach und erfordert keine neue Ausrüstung. Für jedes Kilogramm Stein werden 50 Gramm Asphalt verwendet. Ein Zehntel davon könnte Plastikmüll sein, was den Asphaltverbrauch reduziert. Auch Kunststoffabfälle verbessern die Oberflächenqualität.

Martin Olazar, Ingenieur an der Universität des Baskenlandes, hat eine interessante und möglicherweise vielversprechende Prozesslinie zur Verarbeitung von Abfällen in Kohlenwasserstoff-Brennstoffe gebaut. Die Pflanze, die der Erfinder als bezeichnet Minenraffineriebasiert auf der Pyrolyse von Biokraftstoff-Rohstoffen zur Verwendung in Motoren.

Olazar hat zwei Arten von Produktionslinien gebaut. Der erste verarbeitet Biomasse. Die zweite, interessantere Möglichkeit besteht darin, Kunststoffabfälle zu Materialien zu recyceln, die beispielsweise in der Reifenproduktion verwendet werden können. Der Abfall wird im Reaktor einem schnellen Pyrolyseprozess bei einer relativ niedrigen Temperatur von 500 °C unterzogen, was zu Energieeinsparungen beiträgt.

Trotz neuer Ideen und Fortschritte in der Recyclingtechnologie wird nur ein kleiner Prozentsatz der jährlich weltweit produzierten 300 Millionen Tonnen Plastikmüll davon abgedeckt.

Laut einer Studie der Ellen MacArthur Foundation landen nur 15 % der Verpackungen in Containern und nur 5 % werden recycelt. Fast ein Drittel der Kunststoffe verschmutzen die Umwelt und verbleiben dort über Jahrzehnte, manchmal Hunderte von Jahren.

Lassen Sie den Müll von selbst schmelzen

Eine der Richtungen ist das Recycling von Plastikmüll. Das ist wichtig, weil wir bereits viel von diesem Müll produziert haben und ein beträchtlicher Teil der Industrie immer noch viele Produkte aus den Materialien der großen Fünf mit mehreren Tonnen Kunststoffen liefert. Jedoch Im Laufe der Zeit dürfte die wirtschaftliche Bedeutung von biologisch abbaubaren Kunststoffen, Materialien der neuen Generation, die beispielsweise auf Derivaten von Stärke, Polymilchsäure oder ... Seide basieren, zunehmen.

10. biologisch abbaubare D2W-Hundestreubeutel.

Die Herstellung dieser Materialien ist, wie bei innovativen Lösungen üblich, noch relativ teuer. Die gesamte Rechnung kann jedoch nicht außer Acht gelassen werden, da sie die mit Recycling und Entsorgung verbundenen Kosten nicht berücksichtigt.

Eine der interessantesten Ideen auf dem Gebiet der biologisch abbaubaren Kunststoffe ist die Herstellung aus Polyethylen, Polypropylen und Polystyrol. Dabei handelt es sich offenbar um eine Technologie, die auf der Verwendung verschiedener Arten von Zusatzstoffen bei ihrer Herstellung basiert, die in den Konventionen bekannt sind d2w (10) oder TANNE.

Bekannter, auch in Polen, ist seit einigen Jahren das d2w-Produkt des britischen Unternehmens Symphony Environmental. Es ist ein Additiv zur Herstellung weicher und halbharter Kunststoffe, von denen wir einen schnellen und umweltfreundlichen Selbstabbau erwarten. Fachlich wird die Operation d2w genannt Oxybiologischer Abbau von Kunststoffen. Bei diesem Prozess erfolgt die Zersetzung des Materials in Wasser, Kohlendioxid, Biomasse und Spurenelemente ohne weitere Rückstände und ohne Methanemission.

Der generische Name d2w bezieht sich auf eine Reihe von Chemikalien, die während des Herstellungsprozesses als Zusätze zu Polyethylen, Polypropylen und Polystyrol hinzugefügt werden. Das sogenannte d2w-Prodegradant, das durch den Einfluss ausgewählter, den Abbau fördernder Faktoren wie Temperatur, den natürlichen Abbauprozess unterstützt und beschleunigt. Sonnenlicht, Druck, mechanische Beschädigung oder einfache Dehnung.

Beim Aufbrechen der Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung kommt es zum chemischen Abbau von Polyethylen, das aus Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen besteht, was wiederum zu einer Verringerung des Molekulargewichts und einem Verlust an Kettenfestigkeit und Haltbarkeit führt. Dank d2w konnte der Materialabbauprozess sogar auf XNUMX Tage verkürzt werden. Pause - was zum Beispiel in der Verpackungstechnik wichtig ist - kann bereits bei der Herstellung des Materials geplant werden, indem Gehalt und Art der Zusatzstoffe entsprechend gesteuert werden. Einmal gestartet, setzt sich der Abbauprozess bis zum vollständigen Abbau des Produkts fort, sei es tief unter der Erde, unter Wasser oder im Freien.

Es wurden Studien durchgeführt, um zu bestätigen, dass die Selbstzerstörung durch T2W sicher ist. D2W-haltige Kunststoffe wurden bereits in europäischen Laboren getestet. Smithers/RAPRA hat d2w auf den Kontakt mit Lebensmitteln getestet und wird seit mehreren Jahren von großen Lebensmitteleinzelhändlern in England verwendet. Der Zusatzstoff hat keine toxische Wirkung und ist unbedenklich für den Boden.

Natürlich werden Lösungen wie d2w das zuvor beschriebene Recycling nicht schnell ersetzen, sondern möglicherweise schrittweise in den Recyclingprozess eintreten. Schließlich kann den aus diesen Prozessen resultierenden Rohstoffen ein Abbaumittel zugesetzt werden, und wir erhalten ein oxybiologisch abbaubares Material.

Der nächste Schritt sind Kunststoffe, die sich ohne industrielle Prozesse zersetzen. So zum Beispiel solche, aus denen hauchdünne elektronische Schaltkreise bestehen, die sich auflösen, nachdem sie ihre Funktion im menschlichen Körper erfüllt haben., erstmals im Oktober letzten Jahres vorgestellt.

Die Erfindung elektronische Schaltkreise schmelzen ist Teil einer größeren Studie über sogenannte flüchtige – oder, wenn Sie so wollen, „temporäre“ – Elektronik () und Materialien, die nach Abschluss ihrer Aufgabe verschwinden. Wissenschaftler haben bereits eine Methode zum Aufbau von Chips aus extrem dünnen Schichten entwickelt, genannt Nanomembran. Sie lösen sich innerhalb weniger Tage oder Wochen auf. Die Dauer dieses Prozesses wird durch die Eigenschaften der Seidenschicht bestimmt, die die Systeme bedeckt. Forscher haben die Möglichkeit, diese Eigenschaften zu steuern, d. h. sie entscheiden durch die Wahl geeigneter Schichtparameter, wie lange ein dauerhafter Schutz für das System bestehen bleibt.

Wie von BBC Prof. erklärt. Fiorenzo Omenetto von der Tufts University in den USA: „Lösliche Elektronik funktioniert genauso zuverlässig wie herkömmliche Schaltkreise und schmilzt zu dem vom Designer festgelegten Zeitpunkt an ihrem Bestimmungsort in der Umgebung, in der sie sich befinden. Es könnten Tage oder Jahre sein.

Laut Prof. John Rogers von der University of Illinois steht noch vor der Entdeckung der Möglichkeiten und Anwendungen von Materialien mit kontrollierter Auflösung. Die vielleicht interessantesten Aussichten für diese Erfindung liegen im Bereich der Umweltabfallentsorgung.

Helfen Bakterien?

Lösliche Kunststoffe sind einer der Trends der Zukunft und bedeuten einen Wandel hin zu völlig neuen Materialien. Zweitens: Suchen Sie nach Möglichkeiten, umweltschädliche Stoffe, die sich bereits in der Umwelt befinden, schnell abzubauen, und es wäre schön, wenn sie von dort verschwinden würden.

Zuletzt Das Kyoto Institute of Technology hat den Abbau von mehreren hundert Plastikflaschen analysiert. Im Zuge der Forschung wurde festgestellt, dass es ein Bakterium gibt, das Kunststoffe zersetzen kann. Sie riefen sie an . Die Entdeckung wurde in der renommierten Fachzeitschrift Science beschrieben.

Diese Kreation verwendet zwei Enzyme, um das PET-Polymer zu entfernen. Das eine löst chemische Reaktionen zum Abbau von Molekülen aus, das andere trägt zur Energiefreisetzung bei. Das Bakterium wurde in einer von 250 Proben gefunden, die in der Nähe einer PET-Flaschen-Recyclinganlage entnommen wurden. Es gehörte zur Gruppe der Mikroorganismen, die die Oberfläche der PET-Membran bei 130 °C mit einer Geschwindigkeit von 30 mg/cm² pro Tag zersetzten. Den Wissenschaftlern ist es auch gelungen, einen ähnlichen Satz von Mikroorganismen zu erhalten, die kein PET haben, es aber auch nicht verstoffwechseln können. Diese Studien zeigten, dass Plastik tatsächlich biologisch abbaubar war.

Um aus PET Energie zu gewinnen, hydrolysiert das Bakterium PET zunächst mit einem englischen Enzym (PET-Hydrolase) zu Mono(2-hydroxyethyl)terephthalsäure (MHET), die dann im nächsten Schritt mit einem englischen Enzym (MGET-Hydrolase) hydrolysiert wird. auf den ursprünglichen Kunststoffmonomeren: Ethylenglykol und Terephthalsäure. Bakterien können diese Chemikalien direkt zur Energieerzeugung nutzen (11).

11. PET-Abbau durch Bakterien 

Leider dauert es ganze sechs Wochen und die richtigen Bedingungen (einschließlich einer Temperatur von 30 °C), bis eine ganze Kolonie ein dünnes Stück Plastik entfalten kann. Es ändert nichts an der Tatsache, dass eine Entdeckung das Gesicht des Recyclings verändern könnte.

Wir sind definitiv nicht dazu verdammt, mit überall verstreutem Plastikmüll zu leben (12). Wie jüngste Entdeckungen auf dem Gebiet der Materialwissenschaften zeigen, können wir sperriges und schwer zu entfernendes Plastik für immer loswerden. Doch selbst wenn wir bald auf vollständig biologisch abbaubaren Kunststoff umsteigen, werden wir und unsere Kinder noch lange mit Resten zu kämpfen haben. Ära des weggeworfenen Plastiks. Vielleicht ist dies eine gute Lektion für die Menschheit, die Technologie niemals ohne einen zweiten Gedanken aufgeben wird, nur weil sie billig und bequem ist?