„Ангажиментът на света да сложи край на замърсяването с пластмаса е ясен и неоспорим“, заяви Ингер Андерсен, изпълнителен директор на Програмата на ООН за околна среда (UNEP), след приключването на петата сесия от преговорите за международен правно обвързващ инструмент относно замърсяването с пластмаса, включително в морската среда, която се проведе в Пусан, Република Корея, през декември 2024 г.
Докато представители на над 170 държави и наблюдатели от стотици организации се подготвят за следващата сесия в Женева, Швейцария, учени и технолози напредват в изследванията, насочени към справяне с глобалната криза на пластмасовото замърсяване. Усилията за рециклиране и повторно използване се засилват като най-ефективните варианти за управление на пластмасовите отпадъци, като радиационните технологии се очертават като иновативен, чист и ефективен инструмент за преобразуване на използваната пластмаса в нови продукти заедно с биомаса.
Пластмасовото замърсяване не е ново явление. През времето преди възникването на синтетичните пластмаси, естествени полимери като каучук и целулоза са били широко използвани. Това се променя през 1907 г. с изобретяването на първата изцяло синтетична пластмаса – бакелит, от белгийския химик Лео Бакеланд.
Към средата на 20-ти век годишното световно производство на пластмаса достига около 2 милиона тона. Днес, с годишно производство, надхвърлящо 400 милиона тона, почти е невъзможно да мине ден без да се срещнем с някаква форма на пластмаса. Ако бизнесът продължи както досега, се очаква глобалното производство на първична пластмаса да се утрои и да достигне 1 100 милиона тона до 2050г.
Въпреки усилията за рециклиране, по-малко от 10 процента от приблизително 7-те милиарда тона пластмасови отпадъци, генерирани досега в световен мащаб, са били рециклирани. Пластмасата не е биоразградима. Вместо да се разпадне напълно, тя се фрагментира на по-малки частици, които се превръщат в микропластмаса. Такива частици могат буквално да бъдат открити навсякъде — от въздуха, който дишаме, до океаните около Антарктида.
Механичното и химическото рециклиране са двата основни метода за рециклиране, които се използват в момента. Механичното рециклиране е най-разпространеният метод и включва възстановяване на еднородни пластмаси с цел производството на суровини, които могат отново да бъдат интегрирани в производствения процес. Процесът включва събиране, сортиране, измиване и смилане на пластмасата, след което тя се топи и преработва в нови материали.
Въпреки че този метод е сравнително евтин, той изисква прецизно разделяне на различните полимери, което затруднява обработката на многослойни или смесени пластмаси. Освен това, процесът не може да се използва повече от два пъти, тъй като качеството на рециклираните материали намалява с всяко следващо преработване. Този метод е ограничен и се прилага само за термопластмаси — пластмаси, които могат да бъдат стопени и преработени отново.
Химическото рециклиране, от своя страна, има способността да обработва по-широк спектър от смесени пластмасови отпадъци, включително замърсени и с ниско качество, като ги разгражда до молекулярно ниво. Това позволява те да бъдат преобразувани в вещества, които могат да се използват за производството на нова пластмаса или други продукти, като например гориво. Този метод обаче е доста скъп, тъй като изисква значителни енергийни ресурси, а изграждането на мащабни химически съоръжения изисква сериозни инвестиции в инфраструктура.
Как облъчването може да помогне?
Технологиите с радиация, използващи гама и електронни лъчи, предлагат уникални предимства за намаляване на пластмасовите отпадъци чрез по-чист процес на производство и рециклиране. Този процес избягва използването на потенциално вредни добавки и повишава енергийната ефективност.
„Основната полза от облъчването при рециклиране на пластмаса произтича от способността му да променя химичната структура на пластмасите на молекулярно ниво“, казва Азила Бинти Отман, специалист по радиационна обработка в Международната агенция за атомна енергия (МААЕ). „Облъчването може да помогне за намаляване на обемите пластмасови отпадъци по два начина: чрез увеличаване на възможностите за повторно използване на трудни за рециклиране пластмаси като ценни продукти и чрез разработване на пластмаси на биологична основа, които да намалят зависимостта от нефтени пластмаси.“
Облъчването е изключително ефективен инструмент за сортиране на рециклирана пластмаса, която вече е била измита и смляна, според вида на полимерите. Този процес подобрява чистотата на рециклираната пластмаса и съответно увеличава нейната стойност.
Освен това, облъчването може да допълва и подобрява традиционните методи за рециклиране. Когато се комбинира с химически метод за рециклиране, известен като пиролиза, се получава процес, наречен радиолиза, при който полимерите от пластмасовите отпадъци се разграждат и превръщат в гориво или химични компоненти за създаване на нови продукти — без да е необходимо добавяне на първични (нерециклирани) полимери.
Освен традиционното рециклиране, облъчването проправя път и за иновативни подходи, като позволява пластмасовите отпадъци да се смесват с други материали за създаване на по-устойчиви продукти. Този процес улеснява производството на високоефективни материали, които намират приложение в автомобилната и строителната индустрия. Например, в Филипините, строителни материали, направени от рециклирана пластмаса — като плочки, тухли, греди и плоскости — се облъчват, за да се подобрят якостта им на опън и срязване, устойчивостта на износване и други механични свойства.
Освен това, технологиите, подпомагани от радиация, показват потенциал и при създаването на по-устойчиви крайни продукти чрез използване на биомаса — възобновяем ресурс. Това позволява производството на пластмаси на биологична основа и други високостойностни съединения, като нови опаковъчни материали, които могат да заменят традиционните пластмаси на нефтена основа.
NUTEC Plastics: от рециклиране до мониторинг на микропластмаси
МААЕ използва силата на радиационните технологии чрез своята инициатива NUTEC Plastics, за да подпомага държавите в борбата с пластмасовото замърсяване на два фронта:
В източника, чрез въвеждане на нови технологии за подобряване на рециклирането на пластмаса;
В океаните, където се озовава по-голямата част от пластмасовите отпадъци.
„Фокусът на първия фронт е върху намаляване на обемите пластмасови отпадъци чрез иновативно повторно използване, превръщане на трудни за рециклиране пластмаси в ценни продукти и разработване на пластмаси на биологична основа“, заяви Селина Хорак, ръководител на секцията по радиохимия и радиационни технологии към МААЕ. „С помощта на инициативата NUTEC Plastics, девет държави в Азия, Латинска Америка и Африка вече са в процес на създаване на пилотни инсталации, подпомогнати с радиационни технологии.“
Ролята на облъчването в борбата с пластмасовото замърсяване ще бъде обсъдена по време на Третата международна конференция на МААЕ за приложенията на радиационната наука и технологии. Събитието ще събере стотици експерти от областите на физиката, химията, материалознанието, биологията и инженерството във Виена, Австрия, в периода от 7 до 11 април 2025 г. Конференцията (#ICARST2025) ще бъде достъпна за всички желаещи чрез онлайн излъчване.
Международни събития ще се проведат и през октомври 2025 г. в Република Корея, където ще бъдат представени инструменти на МААЕ за оценка на кръговата икономика и на технологичната зрялост, както и през ноември 2025 г. във Филипините, където ще се състои първият международен високопоставен форум за NUTEC Plastics. И двете събития ще включват и другия компонент на инициативата NUTEC Plastics — морския мониторинг, в който ядрената наука се използва за идентифициране, проследяване и наблюдение на пластмаси в океана, с особен фокус върху микропластмасите.
Източник:
https://www.iaea.org
