science >> Wetenschap >  >> Natuur

Hoe kunnen we de fotodegradatie van plastic versnellen?

Weinig bevolkte plaatsen zien er zo ongerept uit, maar als ons plastic afval op zichzelf zou degraderen, de omgeving is misschien mooier en veiliger. Zie meer groene wetenschapsfoto's. Met dank aan GXT Green

Kunststoffen zijn enkele van de meest bruikbare en vormbare materialen die ooit door de mensheid zijn gemaakt. Maar een van hun uitstekende eigenschappen - duurzaamheid - maakt ze ook tot een potentiële vervuiler op de lange termijn.

Er is niet veel voor nodig om de visuele impact van afgedankte kunststoffen te zien. Overal om ons heen, in steden en op het platteland, plastic afval is duidelijk zichtbaar in de vorm van oude flessen, boodschappentassen, elektronicaverpakkingen en nog veel meer. Die plastics zullen niet snel verdwijnen.

Dat komt omdat er geen natuurlijke processen zijn die plastic afbreken. En als zodanig, Niemand kan eerlijk zeggen dat ze zeker weten hoe lang plastic afval meegaat. Schattingen lopen uiteen van honderden en zelfs duizenden jaren. Dat komt omdat kunststoffen synthetisch zijn, op petroleum gebaseerde polymeren. polymeren zijn grote ketens van moleculen, en in het geval van kunststoffen, ze zijn gewoon te gigantisch voor microben om zelfs maar aan te vallen.

Sommige fabrikanten integreren additieven in kunststoffen om ze te maken biologisch afbreekbaar op stortplaatsen en in het milieu. Deze organische additieven trekken bacteriën aan, schimmels en andere microben, die langzaam acclimatiseren aan het plastic en het afbreken tot organische moleculen met verschillende combinaties zuren en enzymen. Maar de meeste kunststoffen hebben deze additieven niet, dus ze zijn bijna ongevoelig voor microbiële aanvallen.

Echter, ultraviolet licht kan en doet plastic desintegreren, via een proces genaamd fotodegradatie . Fotodegradatie is de afbraak van complexe materialen in eenvoudigere materialen als gevolg van blootstelling aan licht.

De wereld zou een veel schonere plek kunnen zijn als alle plastics gewoon zouden verdwijnen in het zonlicht. Blijf lezen en je zult zien hoe realistisch dit soort kunststoftechnologie is.

Zonnebrand voor boodschappentassen

Dankzij afbreekbare additieven, deze plastic zakken breken in minder dan een jaar af bij blootstelling aan zonlicht Courtesy GXT Green

Zoals de menselijke huid, kunststoffen zijn gevoelig voor degradatie door ultraviolet (UV) licht van de zon. Zonne-UV-licht dat het oppervlak van onze planeet bereikt, heeft een golflengte tussen 280 en 400 nanometer, dus het is niet zichtbaar voor het menselijk oog, die licht ziet in golflengten van ongeveer 390 tot 750 nanometer.

Buitenshuis, UV-licht is aanwezig in hoeveelheden die groot genoeg zijn om polymeermoleculen op te blazen. Bij voldoende blootstelling UV-licht kan een chemische reactie veroorzaken in het plastic, wat resulteert in splitsing , of afsnijden, van die grote polymeermoleculen.

Old-school kunststoffen zijn niet bijzonder gevoelig voor blootstelling aan de zon en als zodanig, ze kunnen heel lang meegaan, zelfs in direct zonlicht. Echter, met wat slimme moleculaire manipulatie, of door toevoegingen te integreren, ingenieurs kunnen kunststoffen maken die veel sneller fotodegraderen.

Bepaalde chemische toevoegingen kunnen kunststoffen lichtgevoeliger maken. Veel voorkomende additieven (ook wel promotors , fotosensibilisatoren of versnellers ) omvatten ketoncarbonyl, koolmonoxide carbonyl en verschillende soorten metaalmengsels.

De carbonylen zijn soorten organische verbindingen die verweven zijn met plastic moleculen. Andere additieven zijn onder meer metaalzouten, zoals ijzer, kobalt, nikkel die helpen om een ​​afbraakproces in twee fasen op gang te brengen.

In de eerste fase, de additieven absorberen UV-licht en veroorzaken zwakke schakels in de polymeren, dus die grote synthetische moleculen worden zwakker en zwakker. De tweede fase van het proces vindt plaats als omgevingsfactoren zoals wind en golven het product beuken en misbruiken, wat leidt tot de uiteindelijke afbrokkeling.

Het mengen van kunststofharsen en additieven kost vallen en opstaan, terwijl ingenieurs kracht en niet-toxiciteit in evenwicht brengen, evenals de degradatiesnelheden.

Oplossing voor één nest

Veel supermarkten accepteren plastic zakken voor recycling, wat altijd te verkiezen is boven het storten van plastic. Met dank aan GXT Green

Foto-afbreekbare producten reageren verschillend, afhankelijk van vele factoren. De intensiteit van de UV-straling beïnvloedt de snelheid van fotodegradatie. Dat betekent schaduw, bewolkt, en geografische locatie spelen een rol in hoeveel UV die luier bereikt die je vriend net uit het autoraam heeft gegooid.

De realiteit, Hoewel, is dat de meeste kunststoffen niet veel tijd zullen hebben om op het strand te zonnen. Wanneer het gebruik van een plastic product is voltooid, het belandt meestal op een stortplaats of wordt verspreid in onze omgeving. Slechts ongeveer 8 procent van het plastic wordt gerecycled [bron:EPA]. Dus als je bedenkt dat de Verenigde Staten alleen al meer dan 30 miljoen ton plastic per jaar produceren, locatie is belangrijk, vooral in termen van fotodegradatie.

In sommige gevallen, deze lichtgevoelige kunststoffen zullen op een stortplaats afbreken, maar alleen als ze een flinke dosis UV krijgen voordat ze ondergeploegd worden. Andere foto-afbreekbare kunststoffen blijven ontelbare jaren volledig intact zodra ze op uw plaatselijke stortplaats terechtkomen. Bovendien, zelfs degenen die in het wild volledig desintegreren, worden vaak geconsumeerd door andere organismen en als gevolg daarvan, kunnen zich een weg banen naar onze eigen voedselketen. Niemand kan met zekerheid zeggen dat de effecten van plasticconsumptie helemaal goedaardig zijn.

Momenteel, foto-afbreekbare soorten plastic zijn erg handig in situaties met zwerfvuil - al dan niet opzettelijk. Dus voor boodschappentassen die in het Grand Teton National Park waaien, er is in ieder geval hoop dat de zon uiteindelijk zijn tol zal eisen.

Uiteindelijk, dit soort afbreekbaar plastic is slechts één soort oplossing voor een groot probleem:hoe gaan wij mensen om met al het plastic afval dat we creëren? Direct, hergebruik en recycling zijn onze beste opties, maar als plastic in de gevangenis zit en de wereld in ontsnapt, het is goed om te weten dat afbreekbare kunststoffen misschien niet zoveel generaties meegaan als oudere soorten polymeermaterialen.

Opmerking van de auteur

1960, kunststoffen vormden slechts ongeveer 1 procent van het vaste afval in de Verenigde Staten. Nutsvoorzieningen, dat aantal is meer als 12 procent. De meeste van deze kunststoffen gaan direct naar de stortplaats nadat we ze hebben gebruikt, een feit dat extreme verspilling benadrukt - vooral als je bedenkt dat kunststoffen gemakkelijk kunnen worden gesmolten en hergebruikt voor nieuwe producten door fabrikanten.

Afbreekbare kunststoffen zijn een goede tactiek in onze algemene strategie voor afvalbeheer. Dat geldt vooral voor de ongeveer 4 miljard plastic tassen die elk jaar over de hele wereld zwerfvuil worden. Maar als het gaat om duurzaamheid op de lange termijn, we kunnen materialen beter recyclen en hergebruiken in plaats van ze voortdurend weg te gooien.

gerelateerde artikelen

  • Hoe plastic werkt
  • Wat zijn eco-plastics?
  • Hoe kan een plastic zak groen zijn?
  • Hoe biologische afbreekadditieven werken
  • Wat is de toekomst van bioplastics?

bronnen

  • CBC-nieuws. "San Francisco verbiedt traditionele plastic boodschappentassen." 28 maart 2007. http://www.cbc.ca/news/story/2007/03/28/sanfrancisco-plastic.html
  • Milieubeschermingsbureau. "Kunststoffen." EPA.gov. http://www.epa.gov/osw/conserve/materials/plastics.htm
  • Europese Commissie. "Bewustzijn van zeevervuiling." Ec.Europa.eu. http://ec.europa.eu/environment/water/marine/pollution.htm
  • Europese plastic folies. "Biologisch afbreekbare kunststoffen - ontwikkelingen en milieueffecten." Europeanplasticfilms.eu. Oktober 2002. http://www.europeanplasticfilms.eu/docs/AustralianReportonBiodegradablePlastics.pdf
  • Dow Corporation. "Productveiligheid." Dow.com. http://www.dow.com/productsafety/overview/glossary2.htm
  • fimriet, Pieter. "Milieuactivisten jagen op natuurdodende nurdles." SFGate.com. 29 okt. 2011. http://www.sfgate.com/cgi-bin/article.cgi?f=/c/a/2011/10/28/MNF91LNMLB.DTL
  • Garthé, James W. en Paula D. Kowai. "De chemische samenstelling van afbreekbare kunststoffen." Abe.psu.edu. http://www.abe.psu.edu/extension/factsheets/c/C17.pdf
  • GXT groene productpagina. "ECOGrade Foto-afbreekbare boodschappentassen." GXTgreen.com. http://www.gxtgreen.com/page/menu_3/11600.html
  • Lancelot, Karel. Uitvoerend directeur van de Plastics Environmental Council. Persoonlijk interview. 31 maart, 2012.
  • Oxo-biologisch afbreekbare Plastics Association. "Overgangsmetaalzouten." Biodeg.org. http://www.biodeg.org/position-papers/transition-metal-salts/?domain=biodeg.org
  • Smithers, Rebekka. "Voor Kerstmis wil ik geen plastic zak." De Wachter. 11 juni 2007. http://www.guardian.co.uk/uk/2007/jun/12/ethicalliving.shopping

Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. Wat hebben alle levende organismen gemeen?
  2. Projectideeën om het menselijk spijsverteringssysteem op de middelbare school voor studenten te laten zien
  3. Your Body On: A Horror Movie
  4. Welke Cell Organelle slaat DNA op en synthetiseert RNA?
  5. 2 Voorbeelden van Heterozygote eigenschappen
  6. Ja,
  7. Waarom is chemie belangrijk voor de studie van anatomie en fysiologie?
  8. Hoe lucide dromen werkt
  9. Coole ideeën voor een 3D-model van DNA

Wetenschap