Перспективы развития биологически разлагаемых пластиков в Республике Беларусь

Размещено на http://www.allbest.ru/

Перспективы развития биологически разлагаемых пластиков в Республике Беларусь

Карпунин Иван Иванович,

профессор, доктор технических наук,

Кузьмич Василий Васильевич,

профессор, доктор технических наук, зав. кафедрой.

Белорусский национальный технический университет.

На данном этапе человечество столкнулось с угрожающими и практически всеобъемлющими экологическими проблемами, которые нельзя оставить без внимания, так как их последствия могут оказаться фатальными для всей мировой цивилизации. Не самую последнюю роль в усугублении сложившейся ситуации играет загрязнение окружающей среды твердыми отходами. Общая доля пластмассовых отходов среди ТБО сравнительно невелика - около 7%, следовательно, это достаточно трудоемкий процесс их выделения и он не всегда окупается. Не отсортированные пластмассы в свою очередь значительно усложняют процесс переработки отходов, а в некоторых случаях делают его и вовсе невозможным. Одним из возможных выходов из сложившейся ситуации мировое сообщество видит во внедрении биологически разлагаемых пластиков и замена ими существующих.

Так необходимо ли перенимать мировую практику и начинать повсеместное внедрение биологически разлагаемых пластиков в нашей стране, являются ли они такой уж панацеей от загрязнения окружающей среды? экологический свалка полимерный растительный

Главным направлением в решении экологической проблемы свалок является развитие производства полимерных материалов с ускоренным их разложением в природных условиях. В настоящее время наметилось 3 основных пути решения данной проблемы:

1) разработка и организация массового производства полностью биологически разлагаемых полимерных материалов из растительного сырья (крахмала кукурузы и других растений) и нефтепродуктов;

2) модификация серийных крупнотоннажных полимеров (ПЭ), (ПП), (ПЭТ), (ПС) и др.) с помощью специальных добавок позволяют создать оксибиоразлагаемые полимерные материалы. Такие полимеры в различных природных условиях разлагаются в десятки раз быстрее по сравнению с естественным старением традиционных полимеров;

3) селекция специальных штаммов микроорганизмов, способных осуществлять деструкцию ПМ. Данное направление увенчалось успехом только в отношении поливинилового спирта. Японские ученые выделили из почвы бактерии Pseudomonas SP, которые вырабатывают фермент, расщепляющий поливиниловый спирт. После разложения макроцепи ее фрагменты полностью усваиваются бактериями. Бактерии Pseudomonas добавляют к активному илу на водоочистных сооружениях для более полной очистки сточных вод от этого полимера.

Если третий путь пока никаких перспектив в отношении сокращения твердых бытовых отходов не имеет, то с остальными двумя дело обстоит иначе.

Для того, чтобы идея биологически разложения полимерного материала на основе натурального сырья реализовалась, необходима совокупность трех основных факторов:

1) соответствующие условия окружающей среды;

2) наличие микроорганизмов, селективно действующих на полимерный материал;

3) полимерные материалы определенной химической структуры.

Если один из этих элементов отсутствует, то биологическое разложение как экологическая идея просто не реализуется. Таким образом, полимеры из растительного сырья сами по себе не станут той волшебной палочкой, которая избавит белорусских производителей от ответственности за утилизацию потребительских товаров после использования. Биополимеры из растительного сырья требуют определенных условий компостирования, а следовательно, - дополнительных площадей под свалки. Кроме того, компостируемый таким же образом обычный пластик разложению не подвергается, что, в свою очередь, ведет к необходимости тщательной сортировки отходов. Изданные ЕС директивы как раз запрещают совместное захоронение различных видов отходов, предполагая их раздельное захоронение. Для биологически разлагаемых упаковок выделяются специальные площадки для компостирования. Если страны ЕС и США пока не полностью решили проблему разделения отходов, утилизации и компостирования, то Беларусь еще даже не подошла к начальной стадии решения проблемы массового строительства современных полигонов вокруг городов. На сегодняшний день такой способ обращения с отходами является наименее затратным, но и наиболее опасным для окружающей среды. Последнее обстоятельство тем более важно, что подавляющее число полигонов по сути является свалками, так как не отвечает законодательно закрепленным требованиям и нормам по строительству, эксплуатации и рекультивации полигонов. Все это наносит существенный урон природе, здоровью людей и экономике государства в целом. Решением указанных проблем должен стать комплексный подход к сфере обращения с отходами.

Таким образом, внедрение упаковки из биологически разлагаемого натурального сырья на сегодняшний день не принесет никакой пользы белорусской экологии. Совсем по-другому дело обстоит с внедрением биологически разлагаемых материалов из натурального сырья в сельское хозяйство. На данный момент в мировой практике наметилась тенденция использовать эти пленки при мульчировании - поверхностном покрытии почвы мульчой (нем. Mulch) для её защиты и улучшения свойств. При этом такая пленка сможет не только защитить от сорняков и поверхностной эрозии плодородного слоя почвы, что крайне актуально для белорусского агропромышленного комплекса, но и, при введении в полимерную матрицу удобрений, смогут решить проблему перенасыщения почвы микроэлементами и неоднородности их распределения. А так как условия на полях ничем не отличаются от условий компостирования биологически разлагаемых полимеров, то такие пленки со временем (которое можно контролировать) распадутся.

Кроме биологически разлагаемых материалов существуют так называемые оксо-измельчающие добавки. Оксо-измельчающая добавка является катализатором, который в небольшом количестве (1-5%) добавляется в обычный полимер (полипропилен или полиэтилен). Такая добавка позволяет ускорить процесс измельчения целой упаковки (например, пакета) до мелких кусочков. Упаковка разрушается на полимерные кусочки в течение 1-2 лет, но сами кусочки, равно, как и обычный полимер, разлагаются в почве в течение очень длительного времени (более 100 лет).

Другая большая проблема заключается в том, что такая добавка имеет в своем составе соли тяжелых металлов (кобальта, марганца, железа, цинка, меди, церия, никеля), которые после разрушения упаковки остаются в почве и воде.

Таким образом, использование добавок не решит проблему загрязнения окружающей среды, а переложит ее на плечи последующих поколений. Однако, в условиях белорусской реальности, эта добавка на данный момент имеет значительно больше преимуществ, нежели биопластики из натурального сырья. Основное преимущество заключается в том, что после процесса деградации, пластик имеет значительно меньший объем, а, следовательно, и меньше места требуется для его захоронения, что при условии использования захоронения отходов как основного метода утилизации - неоспоримый плюс.

Литература

1. Олейников Ю. В. Некоторые особенности воздействия общества на природную среду в условиях НТР / Философские проблемы глобальной экологии. - М.,. 286 с.

2. Власов С. В., Ольхов В. В. Биоразлагаемые полимерные материалы // Полимерные материалы. 2006, № 7. С. 23-26.

3. Sustainability Metrics: Life Cycle Assessment and Green Design in Polymers/ Environmental Science & Technology№ 44 (21).

4. Шварц О. и др. Переработка пластмасс. С.-Петерб. Профессия. 2005-320.

Размещено на Allbest.ru