TƯ DUY VỀ TƯƠNG LAI CỦA NHỰA

Áp dụng các nguyên tắc kinh tế tròn cho bao bì nhựa toàn cầu có thể biến đổi nền kinh tế nhựa, nhưng chúng ta cần phải tiến thêm một bước nữa.

4. Phân trộn và chất thải thực phẩm

Ngay từ đầu, chúng ta cần bảo vệ thực phẩm khỏi bị lãng phí do hư hỏng và nhiễm bẩn, và vì mục đích này, nhựa là cần thiết. Trong xã hội phát triển nhanh ngày nay, không thể tưởng tượng được rằng có thể đặt đủ thực phẩm trên đủ bàn trong khoảng thời gian cần thiết mà không cần sử dụng đồ nhựa. Vì những lý do được đưa ra ở trên, đây phải là OBP.

Hình minh họa: phân trộn và chất thải thực phẩm

Thứ hai, chúng ta cần giáo dục bản thân không lãng phí thực phẩm, không sử dụng đất nông nghiệp và tài nguyên nước để sản xuất nhiên liệu sinh học và nhựa sinh học thay vì sản xuất thực phẩm.

Mục đích chính của HBP là tạo ra các túi được sử dụng để vận chuyển vật liệu có thể phân hủy đến một nhà máy ủ phân công nghiệp và do đó không cần phải làm trống ở đó. OBP trên thực tế đã được thử nghiệm cho mục đích này ở Anh và được các nhà ủ phân công nghiệp cho là đạt yêu cầu, nhưng nó không được bán trên thị trường để làm phân trộn vì lý do kỳ lạ là nó không tạo ra khí CO2 đủ nhanh để vượt qua EN13432, (điều này không cho phép khoảng thời gian hữu dụng trong đó OBP được thiết kế KHÔNG làm suy giảm chất lượng). Do đó, carbon trong bã thải OBP sẽ vẫn là chất dinh dưỡng cho đất cho đến khi nó được trả lại tự nhiên nhờ tác động của các vi sinh vật.

EN13432 là một tiêu chuẩn được viết bởi các đại diện ngành công nghiệp dựa trên sinh học trên CEN cho công nghệ cụ thể của họ và không liên quan đến OBP (ngoại trừ OBP đáp ứng các tiêu chí độc hại tương tự). Trên thực tế, sự mong muốn của tiêu chuẩn này và sản phẩm này phải được đặt câu hỏi trong thời đại mà những nỗ lực lớn đang được thực hiện để giảm lượng khí thải CO2. HBP đôi khi cũng được sử dụng để đóng gói và túi vận chuyển, do nhầm lẫn rằng tốt hơn nên làm nhựa từ cây trồng thay vì dầu - Xem “Tài nguyên hóa thạch” ở trên.

Nhựa “có thể phân hủy” không chuyển hóa thành phân trộn - nó chuyển hóa nhanh chóng thành khí CO2 (EN 13432 và ASTM D6400) mà không ảnh hưởng gì đến đất.

môi trường đại dương

Theo Tiến sĩ Jean-François Ghiglione: [14]

“OBP sẽ trôi nổi và hầu như lúc nào cũng phải chịu ánh sáng UV, điều này làm tăng nhanh giai đoạn thoái hóa phi sinh học. Điều này không phải lúc nào cũng xảy ra trên cạn, nơi mà các mảnh nhựa thường được bao phủ bởi đất, lá cây… và ít tiếp xúc với tia UV ”. Ông chỉ ra rằng “có những vi khuẩn cụ thể sống trong“ microlayer bề mặt biển ”(milimét trên cùng của bề mặt đại dương), nơi vi khuẩn khác với những vi khuẩn nằm sâu hơn bề mặt. Các vi khuẩn trong microlayer bề mặt biển đặc biệt thích nghi với môi trường kỵ nước (ví dụ như nơi các vật liệu dầu trôi nổi) và những vi khuẩn này được biết là có khả năng phân hủy hydrocacbon cao. Do đó, những vi khuẩn này là những chất phân hủy OBP tiềm năng, và một môi trường như vậy không tồn tại trên bề mặt đất. Những vi khuẩn này có thể ít phong phú hơn và ít đa dạng hơn trong đại dương so với trong đất, nhưng có lẽ hiệu quả hơn để phân hủy OBP. ”

Nếu sự phân hủy phi sinh học của OBP được phát hiện để tạo ra vật liệu phân hủy sinh học với tốc độ không thể tiêu thụ ngay được bởi các vi sinh vật biển, thì quá trình này sẽ đóng góp các vật liệu gần giống với các sản phẩm của vật liệu hữu cơ có tự nhiên trong môi trường (ví dụ như các mảnh rong biển), và có thể nhận biết được đối với vi sinh vật như một nguồn thực phẩm dễ tiếp cận - không phải như những mảnh nhựa vụn.

“Một số vi khuẩn biển, chẳng hạn như Alcanivorax borkumensis và R. rhodochorous được ghi nhận về khả năng phân hủy sinh học hydrocacbon và chúng có mặt ở khắp các đại dương. Chúng xuất hiện với nồng độ thấp ở những vùng biển không bị ô nhiễm, nhưng được quan sát thấy tích tụ ở những vùng nước bị ô nhiễm bởi sự cố tràn dầu. Khi được cung cấp nguồn carbon mà vi sinh vật có thể nhận biết được là thức ăn, có vẻ như do đó chúng sẽ phản ứng với sự gia tăng quần thể. Do đó, nồng độ tương đối thấp của các vi sinh vật được tìm thấy trong các đại dương không bị ô nhiễm không phải là lý do để mong đợi sự phân hủy sinh học chậm của OBP ”.

Hình minh họa: Một số vi khuẩn biển, chẳng hạn như Alcanivorax borkumensis và R. rhodochorous được ghi nhận về khả năng phân hủy sinh học hydrocacbon và chúng có mặt ở khắp các đại dương.

Có bằng chứng - từ các thử nghiệm được thực hiện trong thời gian thực tại Bandol [15] trên bờ biển nước Pháp rằng OBP sẽ phân hủy thành các vật liệu có trọng lượng phân tử thấp trong điều kiện tự nhiên trong nước, và các mẫu được ủ trong điều kiện đó đã được nghiên cứu vào năm 2016 tại Đại học Queen Mary London, nơi nhựa bị phân hủy triệt để được coi là nguồn cacbon duy nhất có sẵn cho vi khuẩn. Các mẫu đã được chứng minh là phân hủy sinh học bởi vi khuẩn thường thấy trong đại dương, và các mẫu riêng biệt bởi vi khuẩn thường thấy trên đất liền. Nhựa phân huỷ cũng được chứng minh là không độc hại đối với những vi khuẩn đó.

Các mảnh nhựa không phải là sản phẩm cuối cùng của sự suy thoái phi sinh học của OBP. Như đã lưu ý ở trên, việc bao gồm một chất phụ gia phân hủy sẽ đẩy nhanh sự phân mảnh nhựa có thể quan sát được trong môi trường, so với một sản phẩm nhựa không phân hủy tương đương, nhưng sự phân hủy tiếp tục xảy ra ngoài sự phân mảnh cho đến khi vật liệu trở thành vật liệu oxy hóa có trọng lượng phân tử thấp không còn giống polyme . Đây là những chất hòa tan trong nước và có thể phân hủy sinh học, và sự phân hủy phi sinh học này sẽ diễn ra mà không có sự tham gia của vi sinh vật. Ngược lại, nhựa thông thường có thể bị phân mảnh, nhưng sẽ tồn tại trong môi trường trong một thời gian dài dưới dạng vi nhựa có trọng lượng phân tử cao.

Một số nghiên cứu đã được thực hiện, bao gồm cả những nghiên cứu của Pascall và cộng sự, Takada và cộng sự, Mato và cộng sự và Teuten và cộng sự, chứng minh rằng các polyme thông thường như polyethylene và polypropylene sẽ dễ dàng hấp thụ PCB và các chất độc khác. Điều này là do các polyme vốn có bản chất không phân cực và kỵ nước, và với Tg (nhiệt độ chuyển thủy tinh) thấp, bản chất của chúng cho phép tính linh động phân đoạn lớn hơn, kích thước lỗ, thể tích tự do, hệ số khuếch tán và phân vùng. Điều này có nghĩa là các chất độc hữu cơ kỵ nước như PCB về lý thuyết có thể hấp phụ các polyme (thông qua lực hút Van der Waals) từ môi trường nước.

Kích thước lỗ xốp và thể tích tự do tăng lên cũng có nghĩa là nếu chất độc bị hấp phụ vào polyme thông thường, nó sẽ không dễ dàng khử hấp thụ, và do đó trong thời gian dài polyme sẽ bị phá vỡ do ma sát, cắt và thời tiết, và khả năng đối với vật liệu nhựa để hấp phụ chất độc tăng lên. Takada và cộng sự đã chứng minh trong một thí nghiệm thực địa ở Vịnh Tokyo rằng các mảnh nhựa thông thường được thu thập từ vịnh đã hấp thụ tới 892 ng / g.

Điều này cho thấy rằng nhựa đã tồn tại trong khu vực đó ít nhất là hai mươi bảy năm (giả sử một sự hấp thụ tuyến tính).

Pascall và cộng sự đã đưa polyvinyl clorua và polystyrene vào nghiên cứu của họ. Kết quả từ các thí nghiệm của họ đã chứng minh sự hấp thụ chất độc PCB thấp hơn đáng kể. Sự khác biệt về cấu trúc hóa học dẫn đến phân cực khác nhau của polyme, bao bì cứng hơn (được chứng minh bằng Tg cao hơn) dẫn đến tính linh động của phân đoạn bị hạn chế, và kích thước lỗ bị hạn chế giải thích sự hấp phụ giảm được quan sát thấy. Thông tin này giúp xây dựng một bức tranh về những gì sẽ xảy ra đối với các vật liệu polyme phân hủy oxobi trong đại dương.

Dưới tác dụng của oxy, tia UV và nhiệt xung quanh, polyethylene và polypropylene có chứa chất phụ gia phân hủy sinh học oxo sẽ ​​thay đổi cấu trúc phân tử và phân hủy. Các chất trung gian hydroperoxy được tạo thành dễ dàng trong giai đoạn đầu của quá trình thoái hóa, và ngay lập tức có sự thay đổi cấu trúc hóa học và tăng độ phân cực. Sự hình thành các loại oxy này đã làm cho polyme ít bị hấp phụ bởi PCB và các chất độc kỵ nước liên quan.

Hệ số khuếch tán và phân vùng thấp hơn là kết quả của việc tăng lực kết dính, do đó làm giảm độ linh động của phân đoạn và kích thước lỗ. Các nhóm chức năng phân cực cao được hình thành sẽ không tương tác với các chất độc không phân cực, thông qua phản ứng hóa học hoặc tương tác giữa các phân tử.

Giai đoạn thứ hai của quá trình thoái hóa là sự giảm trọng lượng phân tử của các chất trung gian hydroperoxy (với dạng thuốc tiến hành nhanh hơn) thành các aldehyde, xeton, este trung gian và mạch ngắn, các gốc hydroxyl và hydrocacbon. Những chất này sẽ tiếp tục tạo thành các axit cacboxylic mà sẽ dễ dàng được vi sinh vật phân hóa sinh học.

Tóm lại, sự phân hủy hóa học liên tục tiến triển của polyme phân hủy sinh học oxo, dẫn đến các loài có đặc tính ưa nước tăng lên sẽ dễ dàng hòa tan và tạo nhũ tương trong môi trường đại dương. Do đó, không thể để các chất độc kỵ nước như PCB tích tụ trên vật liệu OBP.

Tiêu chuẩn

Các tiêu chuẩn chính đã được viết để thử nghiệm OBP là ASTM D6954 (Mỹ); BS8472 (Anh); AFNOR AC T51-808 (Pháp); và SPCR 141 (Thụy Điển).

Các biến thể của các tiêu chuẩn này cũng đã được áp dụng ở các nước khác. Không có tiêu chuẩn Châu Âu cho OBP vì các ủy ban kỹ thuật của CEN bị chi phối bởi các đại diện của ngành công nghiệp nhựa sinh học, những người không muốn thấy một tiêu chuẩn có thể làm tăng cạnh tranh từ OBP. Theo đó, ngành công nghiệp OBP đã làm việc với chi phí của riêng mình trong các tổ chức tiêu chuẩn khác trên thế giới để hỗ trợ phát triển các tiêu chuẩn mới và tốt hơn.

ASTM D6954 chứa không ít hơn sáu tiêu chí đạt / không đạt. 1. Đối với giai đoạn phi sinh học của thử nghiệm (6,3 - 5% eob và 5.000DA) 2. Thử nghiệm hàm lượng kim loại và các nguyên tố khác (6.9.6), 3. Hàm lượng gel (6.6.1), 4. Độc tính sinh thái (6.9 .6 -6.9.10), 5. Giá trị PH (6.9.6) và 6. Đối với giai đoạn phân hủy sinh học (trừ khi ít nhất 60% carbon hữu cơ được chuyển thành carbon dioxide thì thử nghiệm không thể được coi là hoàn thành). Khách hàng và chính phủ quyết định khoảng thời gian có thể chấp nhận được đối với họ.

Hình minh họa: phụ gia nhựa không gây độc hại

Không độc

Ngành công nghiệp OBP cũng lo ngại nhiều như bất kỳ ai rằng các sản phẩm của họ không được đưa chất độc vào môi trường, và vì lý do này, các tiêu chuẩn cho OBP yêu cầu thử nghiệm để xác nhận rằng dư lượng là vô hại.

Về cơ bản OBP được làm từ các vật liệu tương tự như nhựa thông thường, chỉ bổ sung 1% masterbatch (hầu hết trong số đó là polyme thông thường) và chúng phải vượt qua các bài kiểm tra tương tự trong EN 13432 như HDP để đảm bảo rằng không có độc và không có kim loại vượt quá giới hạn quy định.

Các thành phần khác mà các nhà sản xuất có thể muốn bao gồm trong các sản phẩm nhựa hoặc có thể được tạo ra từ quá trình sản xuất các sản phẩm nhựa, không thuộc trách nhiệm của ngành OBP và cần được chính phủ quy định cụ thể.

Báo cáo của Eunomia cho biết “có vẻ như ngành công nghiệp OBP có thể tạo ra các sản phẩm có tác động độc hại tối thiểu đến động thực vật. … Và điều đáng khích lệ là hầu hết các tiêu chuẩn thử nghiệm hiện có đối với nhựa OBP đều chỉ định một số hình thức thử nghiệm độc tính bằng cách sử dụng các phương pháp đã được thiết lập (chẳng hạn như thử nghiệm nảy mầm và sống sót của giun đất). ”

Báo cáo tiếp tục, “điều này không có nghĩa là tất cả các sản phẩm trên thị trường đều tránh được các tác động tiêu cực độc hại, vì hiện tại không có sự kiểm soát theo quy định nào về vấn đề này. Các vấn đề vẫn còn đó là (a) việc công nhận là không bắt buộc đối với các sản phẩm trên thị trường EU, và (b) một số tiêu chuẩn không có tiêu chí đạt / không đạt đối với kết quả thử nghiệm độc chất. ”

Đây là lời chỉ trích không phải của ngành OBP mà là của CEN và các cơ quan quản lý ở Châu Âu, những người đã không tìm cách đảm bảo rằng OBP chỉ được cung cấp bởi các nhà sản xuất có uy tín, những người có thể đưa ra bằng chứng rằng sản phẩm của họ đã được kiểm tra bởi các phòng thí nghiệm được công nhận [ 16] theo các tiêu chuẩn đã được thiết lập tốt như ASTM D6954, và của các cơ quan quản lý chưa quy định kết quả thử nghiệm nào họ sẽ và sẽ không chấp nhận được. Cho đến nay, họ chỉ làm như vậy bằng cách chỉ định trong Điều 11.1 của 94/62 / EC nồng độ kim loại tối đa được phép.

[16] Đây không phải là trường hợp xảy ra ở các quốc gia như Ả Rập Xê Út và UAE, những người kiểm tra các phòng thí nghiệm và cơ sở sản xuất của các nhà cung cấp và sẽ chỉ ủy quyền cho những nhà cung cấp vượt qua cuộc kiểm toán.

Phụ lục

NHỰA HYDRO-BIODRADABLE (HBP) (Đôi khi được gọi là "nhựa sinh học" "dựa trên sinh học" "dựa trên cây trồng" hoặc nhựa "có thể phân hủy")

Loại nhựa này được thiết kế để đưa đến bộ phân hủy công nghiệp hoặc phân hủy kỵ khí, và phân hủy sinh học trong các điều kiện đặc biệt trong các quy trình công nghiệp đó. Nó không giải quyết được vấn đề rác thải nhựa trong môi trường mở vì các nguyên liệu thực vật ban đầu đã được polyme hóa và trở thành chất dẻo.

1) HBP không thể được tái chế bằng nhựa thông thường, vì vậy bất kỳ ai ủng hộ việc tái chế nên chống lại chúng. Ngay cả khi được sử dụng để làm phân trộn công nghiệp, một số nhựa này sẽ đi vào dòng tái chế nhựa gốc dầu và gây ô nhiễm nó.

2) Chúng quá đắt để sử dụng hàng ngày - đắt hơn tới 400% so với nhựa thông thường. Ngay cả khi chi phí này đã giảm đáng kể trong tương lai, thì nó vẫn quá đắt đối với người bình thường và không có lý do gì để trợ cấp nó từ tiền của người đóng thuế.

3) Khi một thứ gì đó được mô tả là có thể làm phân trộn, một người bình thường sẽ nghĩ rằng nó có thể được chuyển thành phân trộn, nhưng Tiêu chuẩn cho loại nhựa này (ASTM D6400, EN13432, v.v.) yêu cầu nó phải chuyển thành khí CO2 trong vòng sáu tháng. Do đó, bạn không thể làm phân trộn từ nó - chỉ có khí nhà kính. Quá trình này góp phần vào biến đổi khí hậu nhưng không ảnh hưởng gì đến đất, và nó không thể được mô tả là tái chế hữu cơ.

4) Nó không nên được mô tả là “có thể phân hủy sinh học” vì mặc dù nó sẽ phân mảnh trong môi trường mở nhưng nó chỉ được thử nghiệm để phân hủy sinh học trong các điều kiện đặc biệt được tìm thấy trong quá trình ủ phân công nghiệp hoặc phân hủy kỵ khí.

5) Túi này không phù hợp với túi của người mua hàng vì chúng cần bền và rẻ tiền, đồng thời có khả năng tái sử dụng nhiều lần trước khi vứt bỏ lần cuối.

6) Các nhà máy sản xuất nhựa thông thường không thể sản xuất nó với máy móc và lực lượng lao động hiện có của họ, và bất kỳ việc giới thiệu loại nhựa này trên quy mô lớn sẽ dẫn đến mất việc làm trong ngành nhựa hiện có.

7) Nó không phải là "tái tạo" vì nó chứa tới 70% polyester gốc dầu. Ngoài ra, hãy xem xét các nhiên liệu hóa thạch không thể tái tạo được tiêu thụ và khí CO2 thải ra từ các máy móc được sử dụng để dọn đất, cày đất, bừa đất, gieo hạt, làm phân bón và thuốc trừ sâu và mang chúng đến trang trại, phun thuốc cho cây trồng, thu hoạch cây trồng, đưa cây trồng đến nhà máy polyme hóa, và vận hành nồi hấp.

8) Nằm sâu trong bãi rác, nó có thể tạo ra khí mê-tan, một loại khí gây hiệu ứng nhà kính mạnh hơn nhiều so với CO2.

9) Không nên sử dụng đất và tài nguyên nước để trồng hoa màu để làm nhựa. Những nguồn tài nguyên đó nên được sử dụng để sản xuất thực phẩm cho nhiều người trên thế giới không có đủ ăn.

Nghị viện Châu Âu đã quyết định không khuyến khích sử dụng tài nguyên đất và nước để sản xuất nhiên liệu sinh học (và lý do tương tự cũng áp dụng cho nhựa sinh học). LHQ đã đưa ra một báo cáo có hiệu lực tương tự vào ngày 31 tháng 3 năm 2014. Nestlé tin rằng việc phân bổ đất nông nghiệp và nước để sản xuất nhiên liệu sinh học sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến an ninh lương thực và nước. Theo quan điểm của họ “Các dự báo về sản lượng lương thực cho thấy rằng những thách thức lớn đang tồn tại đối với thế giới trong việc nuôi sống các thế hệ tương lai… ... Ngay cả một tỷ lệ nhỏ năng lượng từ nhiên liệu sinh học dựa trên cây trồng cũng có tác động tàn phá thị trường lương thực.

10) Gần như không có đủ đất canh tác và nước để trồng cây để sản xuất đủ nhựa cây trồng thay thế nhựa thông thường, ngay cả cho túi mua sắm.

11) Đôi khi người ta khẳng định rằng cây trồng được trồng để làm nhựa từ cây trồng sẽ hấp thụ CO2, nhưng điều đó đúng với thảm thực vật ở đó trước đây.

12) Nó không thực sự phù hợp với màng phủ nông nghiệp, vì (không giống như OBP) không thể kiểm soát được thời gian thoái hóa theo chu kỳ sinh trưởng.

13) Nó dày hơn và nặng hơn cho cùng độ bền, vì vậy nó cần nhiều xe tải hơn để vận chuyển nó, sử dụng nhiều diện tích đường hơn, tiêu thụ nhiều nhiên liệu hơn và thải ra nhiều CO2 và các dạng ô nhiễm khác cho bầu khí quyển.

14) HBP sẽ không tuân thủ luật pháp của Các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất, Pakistan, Ả Rập Xê-út và các quốc gia khác yêu cầu hàng hóa và bao bì nhựa có tuổi thọ ngắn xuất khẩu sang các quốc gia đó phải có khả năng phân hủy sinh học oxo.

15) Một LCA của Intertek, được Chính phủ Vương quốc Anh công bố vào năm 2011 và một LCA khác của Intertek vào năm 2012 cho thấy nhựa thông thường và nhựa sinh học có LCA tốt hơn nhựa trồng trọt hoặc túi giấy.

16) Một tập đoàn bao gồm Friends of the Earth, Surfrider Foundation, Zero Waste Europe, Ecos và Cục Môi trường Châu Âu đã xuất bản một bài báo vào năm 2017, trong đó họ nói rằng "Ngành công nghiệp nhựa sinh học sử dụng các thông tin mang tính chất xanh của họ để tự định vị là giúp tăng tốc độ giảm sử dụng nhiên liệu hóa thạch và giải quyết vấn đề ô nhiễm nhựa và rác thải biển ngày càng gia tăng

Tuy nhiên, có bằng chứng rõ ràng rằng nhựa sinh học không giải quyết được nhiều vấn đề trong số này và trên thực tế có thể tạo ra những vấn đề mới ”.

Theo biodeg  (Lê Quỳnh Dịch)