Sådan fungerer bionedbrydningsadditiver

Tusinder af år fra nu, det er ganske muligt, at fremtidige civilisationer vil grave gennem resterne af vores. Måske afslører de smuldrede skyskrabere. De vil opdage vores smuldrende knogler. Og næsten helt sikkert, de vil vise uendelige mængder begravet plast, fra værktøj til legetøj. "Åh se, det ser ud til at være den lyserøde sabel, der en gang var båret af den store Lord Vader! "

Vi lever i plastalderen, hvor mange af os ikke kan gå mere end et minut eller to uden at røre ved et produkt, der i det mindste delvist er fremstillet af denne formbare, stærkt og holdbart materiale. Og det er det sidste træk, der berører så mange ressource- og miljøsindede mennesker.

Plast har udholdenhed - de nedbrydes ikke meget i naturlige miljøer eller lossepladser. Genbrug er en god mulighed for at genbruge nogle typer plast, og flere mennesker bliver ved med at genbruge. Stadig, alene i USA, kun omkring 7 procent af alle de anvendte plastprodukter genanvendes; og 28 millioner tons (ja, tons) bliver hvert år smidt på lossepladser [kilde:EcoLogic].

For at sikre, at plast ikke bliver permanente forurenende stoffer, nogle nyere plastteknologier inkorporerer bionedbrydelige tilsætningsstoffer ind i deres kemi. Disse tilsætningsstoffer er designet til at tillade plast at nedbryde naturligt, uanset om de er på en losseplads eller plantet i vejkanten ved en kuldbug.

Når de nedbrydes, sådan plast nedbrydes til kuldioxid, humus eller biomasse (et grundlæggende organisk stof svarende til jord) og metangas. Det er en stor forbedring i forhold til næsten uforgængelige vaskemiddel- og sodavandsflasker, der kan annoncere deres tilstedeværelse for fremtidige arkæologer.

Men før bionedbrydelige tilsætningsstoffer kan ekspandere til de fleste produkter, der er meget arbejde, der skal udføres i forhold til offentlige bestemmelser, genbrugsstandarder og forbrugerrelationer.

På den næste side, vi gør vores hænder beskidte med lækkert henfald - og dykker ned i, hvad der gør bionedbrydning så cool.

1. Små appetit til ødelæggelse
2. Anden verden plast
3. Bionedbrydning kontra Disintegration
4. Bionedbrydningstilsætningsstoffer til plast
5. Debatten om bionedbrydningstilsætningsstoffer
6. Forfatterens note

Små appetit til ødelæggelse

Verden omkring os vrimler med mikroorganismer, som også kaldes mikrober . Mikrober kan være usynlige for det blotte øje, men deres appetit er tydelig, som de starter og fremskynder nedbrydningen af ​​alle slags organisk stof , fra avisen, til dyrefald, til pizza skorper og meget, meget mere.

Der er mange typer mikrober, der arbejder med nedbrydningens magi. De omfatter bakterier, svampe, protozoer, alger, actinomycetes og andre. Forskellige typer mikrober udfører deres magi på forskellige måder, og de fordøjer forskellige materialer, men de bidrager alle til nedbrydning af organisk stof, som også kan kaldes biologisk nedbrydning .

Miljøfaktorer spiller en afgørende rolle i enhver nedbrydningsproces. Tilstedeværelsen af ​​vand, lys, varme, ilt og andre variabler påvirker alle måder, hvorpå mikrober og deres energikilder (se:mad) interagerer.

Iltniveauet påvirker især nedbrydningen i høj grad. Din baggårdskompostbunke er et eksempel på aerob miljø, hvilket betyder, at ilt er til stede. En uhyrlig losseplads, på den anden side, er en anaerob miljø, eller en der stort set mangler ilteksponering.

I aerobe omgivelser, mikrober bruger syrer og enzymer til at omdanne et materiales store molekyler til mindre og mindre forbindelser. Efter at molekylerne når mindre størrelse, mikrober kan absorbere materialet og bruge det til energi.

Den samme proces sker under anaerobe forhold, men med især forskellige biprodukter - mikroberne producerer meget metan og kuldioxid. Deponeringsanlæg med metanindvindingsudstyr kan fange gassen og sælge den til lokale energiselskaber; andre brænder simpelthen gassen af, så den ikke bidrager til drivhusgasemissioner.

Vand er endnu vigtigere end luft. Uden vand, liv på Jorden ville ikke eksistere, som vi kender det. Det samme koncept gælder på lossepladser. Deponeringsanlæg med højere fugtindhold udviser meget hurtigere bionedbrydning, mens dem i tørre regioner ikke er nær så biologisk aktive.

Selv når der er rigeligt med vand, uigennemtrængelig konventionel plast er som kryptonit til mikrobiel ka-pow. Plast har en tendens til at modstå og afbøje næsten alle naturens forsøg på at dekonstruere dem. Fortsæt med at læse, og du vil se, hvorfor plast er så stædig og svært at bryde fra hinanden.

Amerikanerne smider 2,5 millioner plastflasker i timen. I 2007, mere end 325 millioner pund plastikbeholdere med stor mund blev genvundet til genbrug. Genbrug af 1 ton plast sparer 7,4 kubikmeter losseplads.

Anden verden plast

Plast er i sidste ende baseret på olie, som selv er resultatet af forfaldet organisk stof. Så mikrober bør have en sand fest i form af plast, ret?

Nix. Mikrober vender generelt næsen op mod plast.

Det skyldes, at under fremstillingsprocessen, råolie undergår ændringer på et molekylært niveau, skift fra simple monomerer (enkelt kemiske enheder) til polymerer , som er meget større, mere komplekse enheder forbundet med stærke kemiske bindinger. De er vandtætte og lufttætte, og som sådan, de er fantastiske til at lave, beskytter, forsendelse og opbevaring af ufortalte menneskelige produkter.

Disse former for gigantiske polymerer er ikke skabt af Moder Natur. De er resultatet af menneskehedens kemiske præstationer. Polymerer findes i mange sorter betegnet med esoteriske akronymer, der afspejler deres unaturlighed:PE (polyethylen), PP (polypropylen) og PS (polystyren) er blot nogle få.

Til den naturlige verden, plast er et kemisk freak show. Mikrober er ikke biologisk udstyret til at angribe og nedbryde dem, som de gør organisk materiale.

Som resultat, det kan tage hundredvis af år eller mere for mikrober at komme godt i gang med den plastikspork, du tabte under din picnic i parken. Vi ved faktisk ikke, hvor længe det redskab kan ende med at vare - måske for evigt.

Stadig, du har sikkert set plastik ude på en strand eller mark, der ser sprød eller forfalden ud. Det er ikke på grund af biologisk nedbrydning. I stedet, ultraviolet lys og ilt er det, der forårsager denne ekstremt langsomme ødelæggelse, hvilket ofte resulterer i bidder af plastik, der stadig er meget forurenende.

For at plast virkelig nedbrydes, vi skal bruge tilsætningsstoffer, der hjælper mikrober med at begynde at udføre deres job. Få lyst til disse små fyre, og de kan gøre en alvorlig nyttig ødelæggelse.

Vi kommer snart tæt på med tilsætningsstoffer, men før vi gør, fortsæt med at læse for mere om, hvad der får plast til at nedbryde, og hvordan deres bortgang ikke altid er naturlig eller ren.

Mikrober kan og udvikler sig til at forbruge menneskeskabte produkter og kemikalier. Plast har kun eksisteret i omkring 100 år. I de kommende årtier er det sandsynligt, at flere og flere mikrober vil tilpasse sig at nedbryde mange typer syntetiske polymerer.

Bionedbrydning kontra Disintegration

Plast er et mangfoldigt teknologisk vidunder. Og som med alle teknologiske fremskridt, polymerer har brug for en slags regulering for at styre deres anvendelse og bortskaffelse. ISO (International Organization for Standardization) startede med at definere seks typer nedbrydeligt plast.

De fire første typer er nedbrydeligt , nedbrydeligt , oxidativt nedbrydeligt og hydrolytisk nedbrydeligt . Nedbrydeligt plast er simpelthen plast, der nedbrydes på en eller anden målbar måde. Fotonedbrydeligt plast nedbrydes af lys. Oxidativt nedbrydelige nedbrydes ved oxidation; rust er en form for oxidation, og den samme proces kan ske for polymerer. Oxo-nedbrydeligt plast har et additiv, der fremskynder denne "rustende" proces. Og hydrolytisk nedbrydeligt plast brydes ned af polymerens og vandets interaktion.

For eksempel, en plastikpose, der nedbrydes på grund af sollys eller ilteksponering, kan falde fra hinanden til små, mikroskopiske stykker, som ikke nødvendigvis er godartede. Det resterende partikler kunne absorberes af små væsener og arbejde sig op gennem fødekæden, påvirker kroppens kropskemi undervejs - med ukendte konsekvenser.

De sidste to typer af ISO-defineret nedbrydeligt plast er bionedbrydeligt og komposterbar. En bionedbrydelig plast er simpelthen en, som vores førnævnte mikrobe venner kan demontere til vand og kuldioxid, men på en tidslinje, der ikke nødvendigvis er veldefineret. Komposterbar plast nedbrydes med en hastighed, der ligner andre former for komposterbare materialer, og de resulterer, igen, i vand, carbondioxid, humus, og uorganiske forbindelser.

En stor forskel mellem komposterbar og bionedbrydelig plast er, at førstnævnte kræver høj varme fra en professionelt administreret kompostbunke eller losseplads for at rådne. Denne sondring er afgørende, fordi 10 til 15 milliarder pund, eller 75 procent, af al plast ender på lossepladser [Kilde:PEC]. Virkelig bionedbrydeligt plast vil nedbryde bedst på en losseplads, men de nedbrydes også i en grøft ved vejkanten.

Det er ikke så slemt, hvis biologisk nedbrydelige ender på en losseplads i stedet for et genbrugscenter. På en losseplads, metanen, de frigiver, kan indfanges og forbrændes til vores energibehov. Af de 1, 200 driftsdeponi i USA, omkring halvdelen fanger metan. I 2008, disse deponeringsgasenergiprojekter (LFG) genererede omkring 12 milliarder kilowattimer elektricitet på bare et år.

Nu, lad os få det laveste på det beskidte arbejde med plastadditiver.

Bionedbrydningstilsætningsstoffer til plast

Bionedbrydelige tilsætningsstoffer giver mikrober den kemiske gearing, de har brug for, for at kroppen kan smække plast i glemmebogen. Tilsætningsstoffer, som også kaldes nedbrydning initiativtagere , involvere alvorligt kompleks kemiteknik, der skal afbalancere produktets nytteværdi, forbrugersikkerhed og den ultimative ende os på plasten, det være sig genbrug eller nedbrydning.

Disse tilsætningsstoffer er proprietære (dvs. tophemmelige) blandinger af organiske forbindelser. Specifikke opskrifter på tilsætningsstoffer manipulerer mikrober på forskellige måder, og virksomheder betragter deres formler som bedre end andre.

Når det blandes i almindelig plast, de udgør kun cirka 0,5 til 2 procent af produktets samlede sammensætning, og afgørende, de ændrer ikke polymerens ydeevne. Det er, du tager ikke på ferie og kommer hjem to uger senere til en appelsinsaftkande, der er smuldret til rodede stykker. De påvirker heller ikke en containers indhold på nogen måde, og de har ikke negative virkninger på traditionel plastgenbrug.

Faktisk, du ville aldrig vide, at noget var anderledes ved plasten, før det ramte lossepladsen, som egentlig er det eneste sted, der har den rigtige kombination af fugt og forskellige mikrober, der kan udnytte tilsætningsstoffet i plasten. Tilsætningsstofferne vil udføre deres arbejde uden for en losseplads, også, men processen vil tage betydeligt længere tid.

Processen sker ikke med det samme. I starten kun få mikrober tiltrækkes af tilsætningsstoffet; de første mikrober skaber en lille flæk af plastikrustningen. Flere arter af mikrober ankommer, deres kombinationer af syrer og enzymer, sammen med vand, til sidst tillader dem at nedbryde enorme polymerer i mindre og mindre bits.

Men hvad med komposterbar plast? Godt, der bruges ingen tilsætningsstoffer med disse såkaldte bioplast (ofte lavet af polymælkesyre eller PLA). De er fremstillet af naturlige materialer som majs eller ærtestivelse eller typer vegetabilske fedtstoffer og olier. Hvad mere er, ikke al bioplast er beregnet til at nedbrydes. Hellere, de er fremstillet af vedvarende stoffer (f.eks. majs) til bæredygtighedsformål. Nogle slags nedbryder slet ikke meget i en losseplads.

Bioplast og plast med tilsætningsstoffer konkurrerer ofte med hinanden om en andel af polymermarkedet. Nogle gange bryder denne konkurrence ud i en ekstremt offentlig slugfest. Fortsæt med at læse, og du vil se, hvordan vandet i den bionedbrydelige plastsamtale er alt andet end roligt.

Debatten om bionedbrydningstilsætningsstoffer

Plast er overalt. Plast er stort, stor virksomhed. Så, mange organisationer har meget på spil, når det kommer til regulering og politik for bionedbrydelighed. Mange mennesker diskuterer detaljerne om, hvorvidt forskellige plastik virkelig rådner. Og hvis de gør det, hvor lang tid det tager, og hvilken slags biprodukter de efterlader.

For at definere bionedbrydelighed, regeringer og virksomheder henvender sig til American Society for Testing and Materials (ASTM). ASTM udvikler frivillige konsensusstandarder for alle slags produkter og tjenester, både i USA og internationalt.

ASTM -standarderne for bionedbrydelighed udvikler sig stadig, og selvom det endnu ikke er en standard, mange organisationer overholder testmetoden ASTM D-5511-11. Denne test hjælper virksomheder med at bestemme bionedbrydeligheden af ​​plast i et anaerobt miljø som en losseplads.

Fordi nedbrydningstest tager tid og forsøg og fejl, der er masser af plads til uenighed om, hvad testresultaterne betyder. Virksomheder, der fremstiller forskellige former for bionedbrydeligt plast, oxo-nedbrydeligt plast, og komposterbar bioplast skubber hinanden for at bevise, at deres tilgang er overlegen.

Charles Lancelot, administrerende direktør for Plastics Environmental Council, har arbejdet med plast i 40 år. Han siger, at politik og PR -spil, især i Californien, har vildledt offentligheden om forskellene mellem disse plastmaterialer.

Han peger på PLA-baseret bioplast, som er lavet af majsstivelse, som et eksempel. Lobbygrupper for majs og landbrug ønsker PLA i flere produkter, fordi det vil øge efterspørgslen - og i sidste ende prisen - på majs.

Men Lancelot siger, at PLA -produkter bare ikke nedbrydes, medmindre de er komposteret professionelt. Og fra et miljømæssigt synspunkt, det gør dem mindre ønskelige end plast, der virkelig nedbrydes på lossepladser og grøfter. Han fremhæver også en ulempe ved oxobiodegraderbar plast; de har brug for UV -lys og ilt for at nedbrydes, og disse variabler mangler på en losseplads.

For at berolige kontroverser og opbygge krævende standarder for bionedbrydning, Georgia Tech og North Carolina State Universities udfører lossepladsimuleringer og vil forelægge deres resultater og anbefalinger for den amerikanske regering. Nye standarder vil blive offentliggjort af medierne og vil sandsynligvis påvirke den offentlige mening om forskellige typer nedbrydeligt plast i de kommende år.

Offentligt pres, samt mere effektive midler til fremstilling af bionedbrydeligt plast, godt kunne fremskynde accept og anvendelse af disse tilsætningsstoffer i mange produkter. Til sidst, det kan betyde mere miljøvenlig plast, dem, der forsvinder helt - i stedet for at vare i årtusinder som et kendetegn for en civilisation, der vidste, hvordan man lavede vidunderligt holdbare produkter, men alligevel ikke kunne finde en måde at bortskaffe dem ordentligt på.

Forfatterens note

Jeg bruger meget tid på at løbe og gå på grus- og grusveje nær mit hjem i Nebraska. Det ophører aldrig med at gøre mig rasende, når jeg ser resultaterne af forsætlig og utilsigtet affald; fastfoodrester, øldåser og flasker og plast i massevis. Alligevel ved jeg, at det synlige skrald spredt ud over landskabet kun er en lille brøkdel af det affald, vi alle producerer. Den største procentdel af skraldet havner på lossepladser, herunder de ting, der virkelig skal genbruges.

Eksperterne, jeg interviewede til denne historie, skyndte sig at sige, at bionedbrydeligt plast ikke er et universalmiddel for forurening. De insisterer på, at den gamle regel om at genbruge det, du kan, og genbruge resten, stadig er gældende for vores nuværende miljøspørgsmål. Men med bionedbrydeligt plast, måske vil vores skrøbelige livsstil have lidt mindre indflydelse på de kommende generationer.

relaterede artikler

• Sådan fungerer plastik
• Er madbaseret plast en god idé?
• Sådan fungerer kriminel genbrug
• Genbrug af mobiltelefoner
• Sådan fungerer genbrug

Kilder

• Institut for biologisk nedbrydelige produkter. "Baggrund for bionedbrydelige tilsætningsstoffer." 12. februar kl. 2010. (29. marts, 2012) http://www.bpiworld.org/resources/Documents/Biodegradable%20Additives%20Fact%20Sheet%20v8%20July%2009.pdf
• Bio-Tech Miljø. "Bionedbrydning på lossepladsen." 2011. (29. marts, 2012) http://www.bio-tec.com/BTEuploads/LandfillBiodegradation2011.pdf
• Bio-Tech Environmental Resource Library. "Spørgsmål til deponering og biologisk nedbrydning." (29. marts kl. 2012) http://www.bio-tec.com/resources/faqs/faq_landfill_and_biodegradation.html
• Caliendo, Heather. "Oxo-bionedbrydeligt plastik i søgelyset." Plastik i dag. 2. marts 2012. (29. marts, 2012) http://www.plasticstoday.com/article/Oxo-biodegradable-plastics-in-the-spotligh%20-0302201201
• Clean Air Council. "Fakta om affald og genbrug." (29. marts kl. 2012) http://www.cleanair.org/Waste/wasteFacts.html
• Earth 911. "Fakta om genbrug af plastik." (29. marts kl. 2012) http://earth911.com/recycling/plastic/plastic-bottle-recycling-facts/
• Økologisk. "Ofte stillede spørgsmål." (29. marts kl. 2012) http://us.ecologic-llc.com/faqs/
• Miljøforespørgsel. "Bionedbrydning." (29. marts kl. 2012) http://ei.cornell.edu/biodeg/
• EPI Global. "Oversigt over TDPA." (29. marts kl. 2012) http://www.epi-global.com/da/products.php
• Hartman, Lauren R. "Forsendelse af te med omtanke." Emballage fordøjelse. 1. december kl. 2009. (29. marts, 2012) http://www.packagingdigest.com/article/438584-hipping_tea_with_care.php?rssid=20535&q=rishi+tea
• Lancelot, Charles J. "En kort oversigt over amerikanske lossepladser." Plastics Environmental Council. 18. juli, 2011. (29. marts, 2012) http://pec-us.org/PDF/CJL_Landfill_Overview_071811.pdf
• Lancelot, Charles. Direktør for Plastics Environmental Council. Personligt interview. 31. marts 2012.
• Lapidos, Juliet. "Vil min plastpose stadig være her i 2507?" Slate.com. 27. juni kl. 2007. (29. marts, 2012) http://www.slate.com/articles/news_and_politics/explainer/2007/06/will_my_plastic_bag_still_be_here_in_2507.html
• Leaversuch, Robert D. "Additive Masterbatches gør polyolefiner forringet." PTonline.com. Oktober 2002. (29. marts, 2012) http://www.ptonline.com/articles/additive-masterbatches-make-polyolefins-degrade
• Narayan, Ramani og Charles A. Pettigrew. "ASTM -standarder hjælper med at definere og vokse en ny bionedbrydeligt plastindustri." FTC.gov. December 1999. (29. marts, 2012) http://www.ftc.gov/os/comments/greenguiderevisions/00181-56737.pdf
• National Association for PET Container Resources. "Nedbrydelige tilsætningsstoffer giver en dårlig udtjente mulighed for PET-emballage, Siger NAPCOR. "3. maj, 2011. (29. marts, 2012) http://www.napcor.com/pdf/NAPCOR_DegradblAdds2FINAL.pdf
• Oxo-bionedbrydeligt plastforening. "UAE forbyder plastprodukter-undtagen Oxo-Bio Plastics." 15. februar kl. 2012. (29. marts, 2012) http://www.biodeg.org/files/uploaded/UAE%20impounds%20plastics%20OPA.pdf
• Oxobioplast Inc. "Ofte stillede spørgsmål". (29. marts kl. 2012) http://www.oxobioplast.com/da/FAQ
• Plastics Environmental Council. "Plastics Environmental Council for at udvikle biologisk nedbrydningsstandard for plastadditiver og nyt certificeringsforsegling." 24. oktober kl. 2011. (29. marts, 2012) http://pec-us.org/PDF/PEC%20Standard%20Release%20FINAL%201024011.pdf
• Genbrug International. "Bioplast kan udgøre en alvorlig trussel mod traditionel genbrug." 18. januar, 2012. (29. marts, 2012) http://www.recyclinginternational.com/recycling-news/5991/plastic-and-rubber/sweden/bioplastics-may-pose-serious-threat-traditional-recycling
• Rogers, Jenny. "Hvad sker der, når plastikposer ender i Chesapeake -bugten?" TBD.com. 7. januar, 2011. (29. marts, 2012) http://www.tbd.com/the-list/2011/01/what-happens-when-plastic-bags-end-up-in-the-chesapeake-bay-.html
• Sinclair, Robert. "Additiv teknologi til polyolefin bionedbrydning." TAPPI. (29. marts kl. 2012) http://www.tappi.org/content/enewsletters/eplace/2004/02-2Sinclair.pdf
• Sinclair, Robert. Formand for ECM Biofilms. Personligt interview. 29. marts 2012.
• Toledanes, Lyxan. "Bionedbrydelige tasker en mulighed for at" T-shirt "tasker." Odessa American Online. 25. marts 2012. (25. marts, 2012) http://www.oaoa.com/news/bags-84635-contemplate-options.html
• United States Environmental Protection Agency. "En vejledning til vurdering af bionedbrydning og kildeidentifikation af organiske grundvandskontaminanter ved hjælp af sammensat specifik isotopanalyse." December 2008. (29. marts, 2012) http://www.epa.gov/nrmrl/pubs/600r08148/600r08148.pdf
• USA's geologiske undersøgelse. "Bionedbrydning." (29. marts, 2012) http://toxics.usgs.gov/definitions/biodegradation.html