"Биосуета навколо... чого? (Частина 1)"
"Биосуета навколо... чого? (Частина 2)"
"Биосуета навколо... чого? (Частина 3)"
"Биосуета навколо... чого? (Частина 4)"
"Биосуета навколо... чого? (Частина 6)"
Ми продовжуємо публікацію серії матеріалів Михайла Григоровича Рожавского на тему біополімерів, їх походження й місця в сучасному світі. Міркуючи про ц, що вже нашуміли, полімерах, автор розвінчує найпоширеніші міфи про них і розповідає, як же обстоит справа з "зеленим пластиком" у дійсністі.
Частина 5. А що з ними буде?
Тепер подивимося на варіанти закінчення життєвого циклу полімерів і виробів з них. Це – важливий момент, оскільки завершення життєвого циклу полімерних виробів ( та й взагалі всіх продуктів, виготовлених людиною) вимагає витрат суспільства. Усі вироблені природою об'єкти беруть участь у тому або іншому круговому циклі, з'являючись на світло, виконуючи свою функцію ( можливо, і не завжди зрозумілу нам) і відмираючи, перетворюючись у базу для реалізації нових природних життєвих циклів. Як тільки штучні, тобто зроблені людиною полімери ми визначили, як природно-еволюційне явище, пов'язане з людською діяльністю, логічно припустити, що й завершення їх життєвого циклу повинне протікати за участю людини.
Давайте ж розглянемо варіанти. Ну, насамперед для нашого аналізу має сенс виділити принципово два типи полімерів з різними варіантами завершення життєвого циклу: биоразлагаемые й бионеразлагаемые. Що являють собою останні, усім зрозуміло, тому ледве докладніше зупинимося на биоразлагаемых полімерах.
Як закінчують життя биоразлагаемые полімери (або виробу з них)? В остаточному підсумку їх повинні поїдати мікроорганізми, даючи воду, вуглекислий газ і биогумус. Щоб бути з'їденими мікроорганізмами, полімери, як ми знаємо, повинні або відразу являти собою їстівний субстрат, або пройти якусь підготовчу стадію перед биоразложением. Відповідно до цього биоразлагаемые полімери можна розділити на дві умовні групи:
одностадийно (вони ще назива, що іноді гидроразлагаемыми) разлагаемые (к таким полимерам относятся, например, полилактиды – ПЛА (PLA), другие полигидроксиалканоаты (PHA), крахмал и некоторые композиционные материалы на основе крахмала, ряд других полимеров);
двухстадийно (частіше називають оксоразлагаемыми), що розкладають (це, як правило, полімери з добавками, що забезпечують попередній розпад полімеру на усе більш дрібні фрагменти під дією світла, або інших атмосферних факторів; і тільки на другій стадії залишки полімерів переробляються мікроорганізмами).
Загалом кажучи, для нашого аналізу цей розподіл не принциповий, оскільки закінчують свій життєвий цикл обидві групи біополімерів однаково, однак є між ними деяка різниця ( для нашого аналізу, втім, не істотна) в екологічнім відношенні.
Отже, беремо виріб з одностадийно біополімеру, що розкладає, наприклад, прозорий контейнер для впакування торта з PLA. Які стадії утилізації повинен він пройти? Підемо з кінця: він повинен бути закомпостируваний, інакше його розпад буде протікати по зовсім уже незрозумілій схемі. Це означає, що, насамперед, відходи такого полімеру необхідно зібрати в одному місці.
Таким чином, першою стадією утилізації є збір биоразлагаемых полімерних відходів (1).
Процес мікробіологічного розкладання полімеру в компості відбувається під дією певних штамів мікроорганізмів. Їхнім необхідно спочатку вивести, а потім підтримувати їхня життєдіяльність для того, щоб вони не загинули. Для цього, а також для того, щоб мікроорганізми працювали, потрібно забезпечити необхідний для них режим температури, вологості, кислотності (рн) середовища. Тобто процес биоразложения полімерів у компості є нормальний технологічний процес, у якім основним діючим початком є біологічний субстрат. Мені важко уявити собі реалізацію технологічного процесу з дотриманням певних технологічних параметрів поза рамками використання технологічного встаткування з обліком того, що температура навколишнього середовища в більшості районів Земної кулі має серйозні добові й сезонні коливання. Однак навіть не це головне.
Головне от що: а чи потрібне проводити попереднє відділення биоразлагаемых полімерних відходів від, скажемо, металевих, скляних і інших? Зрозуміло, що відокремлювати їх від паперових, дерев'яних, картонних і т.п. «родинних» матеріалів, напевно, не обов'язково, але від тих, які пройдуть через компост «транзитом» (а можливо, і не без шкоди для бактерій), напевно, було б доцільно. Крім того, наявність зайвого матеріалу в реакторі завжди збільшує його обсяг, причому за рахунок неефективної частини.
Це означає, що процес хоча б деякого початкового сортування сміття, що містить биоразлагаемые полімери, проводити потрібно. І це – друга стадія утилізації (2). Втім, якщо збір сміття організований за роздільною схемою, то відокремлювати полімери від інших відходів необхідності не буде.
Побутові полімерні відходи, відходи впакування звичайно являють собою досить об'ємні предмети – пляшки, контейнери, плівка і т.д. Тому, щоб не збільшувати обсяги компосту, необхідно провести або пресування, або, що переважніше, дроблення відходів. У такому виді вони краще пристосовані для споживання мікроорганізмами. У кожному разі перед завантаженням відходів у компостну яму доцільно провести хоча б мінімальну їх підготовку.
И це – третя стадія (3) процесу утилізації биоразлагаемых відходів.
Четвертої (4) стадією є безпосередньо переробка підготовлених і закомпостируваних відходів з утвором у якості кінцевого продукту биогумуса (, що утворювалися при цьому вуглекислий газ і вода інтересу поки не представляють). Ясно також, що через якийсь час (наприклад, 2-3 місяця) буде потрібно витягти якусь частину, що утворювався биогумуса для відправлення його можливим кінцевим споживачам і вивільнення місця для закладки нових порцій компосту.
Далі. Допустимо, процес биоразложения полімерних відходів здійснюється в компостній ямі відкритого типу ( тобто поза ємнісним устаткуванням). Немає чи при цьому небезпеки шкідливого впливу на здоров'я людей штамів мікроорганізмів, влучення яких у повітря при цьому досить імовірно? Так, наприклад, у свій час у г.г. Кириши, Кетов, Ангарськ і ін. у результаті діяльності заводів мікробіологічного синтезу екологічна ситуація серйозно погіршилася. Але ж процеси на цих підприємствах здійснювалися в закритих апаратах, а не у відкритих компостних ямах.
Процес биоразложения двухстадийно біополімерів, що розкладають, відрізняється тільки тим, що спочатку – безпосередньо перед биоразложением - полімерні відходи має бути піддати впливу факторів (наприклад, світла) їх, що викликає, деполимеризацию до стану биоассимилируемых фрагментів. Це – процес, що протікає в часі. Усе це час відходи необхідно десь містити, причому зібрати їхнім потрібно до того, як процеси фотодеградації пройдуть настільки глибоко, що виріб (пакет, контейнер і т.п.) розвалиться на частині, які й зібрати-те буде вже неможливо через їхню крихкість, дрібність і т.д. Будучи зібрані в одному місці (допустимо, на полігоні для сміття), ці відходи повинні бути розміщені там таким чином, щоб на кожне виріб падав би світло (інакше добавки, відповідальні за фотодеградацію, не будуть працювати). А як це зробити практично? А якщо сонце сховається за хмари? Усі ці питання, звичайно ж, розв'язувані.
Автор: М.Г. Рожавский
0 комент.:
Дописати коментар