«Χημική ανακύκλωση» για τα βουνά πλαστικών απορριμμάτων
Η μάστιγα της ρύπανσης από πλαστικά ίσως αντιμετωπιστεί ριζικά στο μέλλον χάρη σε δύο νέες τεχνικές που χρησιμοποιούν ένζυμα και καταλύτες για να μετατρέπουν τα απορρίμματα σε πρώτες ύλες για τη χημική βιομηχανία.
Παρά τις προσπάθειες που έχουν καταβληθεί διεθνώς τις τελευταίες δεκαετίες, η ανακύκλωση του πλαστικού παραμένει δύσκολη υπόθεση και συχνά είναι πιο ακριβή από το θάψιμο των σκουπιδιών σε χωματερές και την παραγωγή νέου πλαστικού.
Η κατάσταση επιδεινώθηκε πριν από μερικά χρόνια, όταν η Κίνα σταμάτησε να ανακυκλώνει πλαστικά απορρίμματα από άλλες χώρες, και το μεγαλύτερο μέρος των πλαστικών σκουπιδιών συνεχίζει σήμερα να καταλήγει σε χωματερές και ποτάμια.
Άφθαρτη ρύπανση
👉Η ιδιότητα που καθιστά τα πλαστικά τόσο χρήσιμα είναι παράλληλα και το μεγάλο... τους μειονέκτημα: λόγω των ισχυρών δεσμών άνθρακα-άνθρακα και άνθρακα-υδρογόνου, τα πλαστικά είναι χημικά αδρανή και πρακτικά δεν διασπώνται στο περιβάλλον.
Η λύση θα μπορούσε να είναι η χημική ανακύκλωση, δηλαδή η μετατροπή των πλαστικών σε απλούστερα μόρια που μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως πρώτες ύλες, είτε για την παραγωγή νέου πλαστικού είτε για άλλες χρήσεις.Δύο σημαντικές μελέτες, οι οποίες αφορούν το συχνότερα χρησιμοποιούμενο πλαστικό, δείχνουν τώρα να φέρνουν τη λύση πιο κοντά.
Στην πρώτη μελέτη, η οποία δημοσιεύεται στο κορυφαίο περιοδικό Science, ερευνητές του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια στη Σάντα Μπάρμπαρα αναφέρουν ότι ανέπτυξαν μια καταλυτική μέθοδο για την ανακύκλωση του πολυαιθυλενίου, γνωστού και ως PET. Από τα πλαστικά μπουκάλια μέχρι τα συνθετικά ρούχα και χαλιά, το PET αντιστοιχεί στο ένα τρίτο της παγκόσμιας παραγωγής πλαστικού με αξία γύρω στα 200 δισεκατομμύρια το χρόνο, επισημαίνει η ερευνητική ομάδα σε δελτίο Τύπου.
Η νέα μέθοδος χρησιμοποιεί πλατίνα και αλουμίνα (Pt/Al2O3) ως καταλύτες για τη μετατροπή του πολυαιθυλενίου σε αλκυλαρωματικούς υδρογονάνθρακες, οι οποίοι αποτελούν πολύτιμη πρώτη ύλη για την παραγωγή διαλυτών, βαφών, λιπαντικών, απορρυπαντικών, φαρμάκων και άλλων χημικών προϊόντων.
Άλλες μέθοδοι χημικής ανακύκλωσης, επισημαίνουν οι ερευνητές, απαιτούν τη θέρμανση των πλαστικών σκουπιδιών στους 1.000 βαθμούς Κελσίου, απαίτηση που καθιστά τη διαδικασία ενεργοβόρα. Το αποτέλεσμα της αντίδρασης είναι μια «σούπα» διαφορετικών μορίων, αέριων, υγρών και στερεών.
Η νέα καταλυτική τεχνική λειτουργεί σε πολύ χαμηλότερη θερμοκρασία, 300 βαθμούς Κελσίου, και αναδιατάσσει τον μοριακό «σκελετό» του PET σε εξαμερή αρωματικά μόρια που μπορούν να αξιοποιηθούν εύκολα χωρίς περαιτέρω επεξεργασία.
«Επιπλέον, απλοποιήσαμε τα στάδια της διαδικασίας αφού δεν απαιτούνται πολλαπλές χημικές μετατροπές» λέει η Δρ Σουζάνα Σκοτ, επικεφαλής της μελέτης.
Ανακάλυψη στη χωματερή
Η δεύτερη μελέτη για το θέμα δείχνει εξίσου υποσχόμενη. Αφορά ένα φυσικό ένζυμο το οποίο απομονώθηκε από ένα εξωτικό βακτήριο που ανακαλύφθηκε πριν από λίγα χρόνια να τρέφεται με σκουπίδια PET σε χωματερές.
Το βακτήριο αυτό ήταν γνωστό ότι παράγει το ένζυμο PETάση που διασπά το πολυαιθυλένιο στα συστατικά από τα οποία παράγεται. Η ανακάλυψή του αναπτέρωσε τις ελπίδες για αντιμετώπιση της πλαστικής ρύπανσης.
Το πρόβλημα είναι ότι το ένζυμο της PETάσης λειτουργεί με αργούς ρυθμούς. Τώρα, η διεθνής ερευνητική ομάδα αναφέρει στο PNAS ότι το ίδιο βακτήριο βρέθηκε να παράγει ένα δεύτερο ένζυμο, με την ονομασία MHETάση, το οποίο μπορεί να ενωθεί χημικά με το πρώτο για να επιταχύνει την αντίδραση από-πολυμερισμού.
«Με μεγάλη ικανοποίηση διαπιστώσαμε ότι το νέο μας ένζυμο είναι έως και τρεις φορές ταχύτερο από ό,τι καθένα από τα δύο φυσικά ένζυμα, ανοίγοντας νέες προοπτικές βελτίωσης» σχολιάζει σε δελτίο Τύπου ο Τζον ΜακΓκίαν του Πανεπιστημίου του Πόρτσμουθ, συνεπικεφαλής της μελέτης.
Οι δύο νέες δημοσιεύσεις αποδεικνύουν ότι η χημική ανακύκλωση του πλέον χρησιμοποιούμενου πλαστικού είναι τεχνικά εφικτή, τουλάχιστον σε μικρή κλίμακα.Περαιτέρω μελέτες απαιτούνται ωστόσο για να διαπιστωθεί αν οι νέες καταλυτικές και ενζυματικές μέθοδοι μπορούν να εφαρμοστούν σε βιομηχανική κλίμακα και σε λογικό κόστος.
Είναι κάτι που πρέπει να επιδιώξουμε, αν θέλουμε να απαλλάξουμε τον πλανήτη από δισεκατομμύρια τόνους άφθαρτων σκουπιδιών.
Παρά τις προσπάθειες που έχουν καταβληθεί διεθνώς τις τελευταίες δεκαετίες, η ανακύκλωση του πλαστικού παραμένει δύσκολη υπόθεση και συχνά είναι πιο ακριβή από το θάψιμο των σκουπιδιών σε χωματερές και την παραγωγή νέου πλαστικού.
Η κατάσταση επιδεινώθηκε πριν από μερικά χρόνια, όταν η Κίνα σταμάτησε να ανακυκλώνει πλαστικά απορρίμματα από άλλες χώρες, και το μεγαλύτερο μέρος των πλαστικών σκουπιδιών συνεχίζει σήμερα να καταλήγει σε χωματερές και ποτάμια.
Άφθαρτη ρύπανση
Κι αυτό σημαίνει ότι σχεδόν όλα τα πλαστικά που έχουν παραχθεί από την εμφάνισή τους πριν από 70 χρόνια, περίπου 8,3 δισεκατομμύρια τόνοι, παραμένουν και σήμερα κάπου στον πλανήτη.
Η λύση θα μπορούσε να είναι η χημική ανακύκλωση, δηλαδή η μετατροπή των πλαστικών σε απλούστερα μόρια που μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως πρώτες ύλες, είτε για την παραγωγή νέου πλαστικού είτε για άλλες χρήσεις.Δύο σημαντικές μελέτες, οι οποίες αφορούν το συχνότερα χρησιμοποιούμενο πλαστικό, δείχνουν τώρα να φέρνουν τη λύση πιο κοντά.
Στην πρώτη μελέτη, η οποία δημοσιεύεται στο κορυφαίο περιοδικό Science, ερευνητές του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια στη Σάντα Μπάρμπαρα αναφέρουν ότι ανέπτυξαν μια καταλυτική μέθοδο για την ανακύκλωση του πολυαιθυλενίου, γνωστού και ως PET. Από τα πλαστικά μπουκάλια μέχρι τα συνθετικά ρούχα και χαλιά, το PET αντιστοιχεί στο ένα τρίτο της παγκόσμιας παραγωγής πλαστικού με αξία γύρω στα 200 δισεκατομμύρια το χρόνο, επισημαίνει η ερευνητική ομάδα σε δελτίο Τύπου.
Η νέα μέθοδος χρησιμοποιεί πλατίνα και αλουμίνα (Pt/Al2O3) ως καταλύτες για τη μετατροπή του πολυαιθυλενίου σε αλκυλαρωματικούς υδρογονάνθρακες, οι οποίοι αποτελούν πολύτιμη πρώτη ύλη για την παραγωγή διαλυτών, βαφών, λιπαντικών, απορρυπαντικών, φαρμάκων και άλλων χημικών προϊόντων.
Άλλες μέθοδοι χημικής ανακύκλωσης, επισημαίνουν οι ερευνητές, απαιτούν τη θέρμανση των πλαστικών σκουπιδιών στους 1.000 βαθμούς Κελσίου, απαίτηση που καθιστά τη διαδικασία ενεργοβόρα. Το αποτέλεσμα της αντίδρασης είναι μια «σούπα» διαφορετικών μορίων, αέριων, υγρών και στερεών.
Η νέα καταλυτική τεχνική λειτουργεί σε πολύ χαμηλότερη θερμοκρασία, 300 βαθμούς Κελσίου, και αναδιατάσσει τον μοριακό «σκελετό» του PET σε εξαμερή αρωματικά μόρια που μπορούν να αξιοποιηθούν εύκολα χωρίς περαιτέρω επεξεργασία.
«Επιπλέον, απλοποιήσαμε τα στάδια της διαδικασίας αφού δεν απαιτούνται πολλαπλές χημικές μετατροπές» λέει η Δρ Σουζάνα Σκοτ, επικεφαλής της μελέτης.
Ανακάλυψη στη χωματερή
Η δεύτερη μελέτη για το θέμα δείχνει εξίσου υποσχόμενη. Αφορά ένα φυσικό ένζυμο το οποίο απομονώθηκε από ένα εξωτικό βακτήριο που ανακαλύφθηκε πριν από λίγα χρόνια να τρέφεται με σκουπίδια PET σε χωματερές.
Το βακτήριο αυτό ήταν γνωστό ότι παράγει το ένζυμο PETάση που διασπά το πολυαιθυλένιο στα συστατικά από τα οποία παράγεται. Η ανακάλυψή του αναπτέρωσε τις ελπίδες για αντιμετώπιση της πλαστικής ρύπανσης.
Το πρόβλημα είναι ότι το ένζυμο της PETάσης λειτουργεί με αργούς ρυθμούς. Τώρα, η διεθνής ερευνητική ομάδα αναφέρει στο PNAS ότι το ίδιο βακτήριο βρέθηκε να παράγει ένα δεύτερο ένζυμο, με την ονομασία MHETάση, το οποίο μπορεί να ενωθεί χημικά με το πρώτο για να επιταχύνει την αντίδραση από-πολυμερισμού.
«Με μεγάλη ικανοποίηση διαπιστώσαμε ότι το νέο μας ένζυμο είναι έως και τρεις φορές ταχύτερο από ό,τι καθένα από τα δύο φυσικά ένζυμα, ανοίγοντας νέες προοπτικές βελτίωσης» σχολιάζει σε δελτίο Τύπου ο Τζον ΜακΓκίαν του Πανεπιστημίου του Πόρτσμουθ, συνεπικεφαλής της μελέτης.
Οι δύο νέες δημοσιεύσεις αποδεικνύουν ότι η χημική ανακύκλωση του πλέον χρησιμοποιούμενου πλαστικού είναι τεχνικά εφικτή, τουλάχιστον σε μικρή κλίμακα.Περαιτέρω μελέτες απαιτούνται ωστόσο για να διαπιστωθεί αν οι νέες καταλυτικές και ενζυματικές μέθοδοι μπορούν να εφαρμοστούν σε βιομηχανική κλίμακα και σε λογικό κόστος.
Είναι κάτι που πρέπει να επιδιώξουμε, αν θέλουμε να απαλλάξουμε τον πλανήτη από δισεκατομμύρια τόνους άφθαρτων σκουπιδιών.
Το διάβασα στο www.in.gr
