Mod en cirkulær økonomi:Håndtering af plastgenanvendelsesproblemet

Hvorfor er verden blevet ved med at øge forbruget af plastmaterialer, når man samtidig er bekymringerne for miljøet og menneskers sundhed over deres brug vokset?

Et svar er, at de er uhyre nyttige for menneskeheden, og på trods af problemer, de skaber, de har givet utallige fordele. De bruges til at konstruere lettere biler og fly, forbedring af brændstofeffektiviteten og reduktion af drivhusgasemissioner. Fødevareemballage af plast har dramatisk reduceret fødevarefordærvelse, forbedring af menneskers sundhed samt reduktion af emissioner forbundet med transport og nedbrydning af affald. Ud over alle disse fordele, en anden fordel, der ofte citeres, er, at plast er genanvendeligt.

Hos UMass Lowell, hvor jeg er baseret, vi argumenterer for, at "genanvendeligt" klart skal skelnes fra "genanvendt." Desværre, samfundet har lang vej igen, før vi kan erklære genanvendelse af plast for en succes.

Min gruppe har i de sidste otte år arbejdet med bæredygtighed af plastmaterialer til en række applikationer. Vi studerer plantebaserede og bionedbrydelige polymerer, forbedrede teknologier til genanvendelse af plast og reduktion af plastiktoksicitet. Polymerer (langkædede organiske molekyler) er fascinerende materialer, og de har givet samfundet så mange fordele; imidlertid, efterhånden som befolkningen og forbruget stiger, mennesker skal altid være opmærksomme på vores forhold til Jorden. Det er mit mål som forsker, pædagog og borger til at udnytte ingeniørværktøjerne til miljøvenlig plastproduktion og brug.

Infrastrukturen til genbrug af plast er mangelfuld

Polymerer er store molekyler, der består af mange gentagne enheder. De udviser forskellige mekaniske, termiske og kemiske egenskaber, der gør dem velegnede til en lang række anvendelser. De kaldes "plast", fordi de i teorien kan omformes flere gange til nye produkter - det vil sige de er genanvendelige. I praksis, desværre, gensmeltning og dannelse af ny emballage forringer ofte disse genbrugsprodukters egenskaber, da de er forurenet med urenheder fra mad, etiketter og andre materialer.

Med indførelsen af ​​bøder for affald og øget miljøbevidsthed, andelen af ​​affald, som amerikanerne genbruger, steg støt fra 1970'erne. I de seneste årtier har imidlertid, genanvendelsesprocenterne er gået i stå på grund af begrænsede teknologiske og logistiske muligheder for de materialer, der indsamles fra bolig- og industriområder. I dag, kemikalie- og polymervirksomheder er blevet eksperter i at lave nye plastprodukter, der er holdbare og billige. Da denne nye "jomfruelige" plast er billig, der er ringe incitament til at bruge genbrugsversionerne, hvis egenskaberne på nogen måde kompromitteres. Forbedring af genanvendelse afhænger af flere komplekse faktorer.

Nøglen til genbrug af plast:Mennesker

Den første og vigtigste variabel er, at mennesker skal deltage. Generelt, Amerikanerne viser en stærk forpligtelse til at bruge genbrugsspande - når de stilles til rådighed. Men alt for mange store eventcentre og punktkilder til plastaffald prioriterer ikke indsamling af genbrugsgenstande. Desuden, offentligheden er i tvivl om, hvilke plasttyper der kan og skal ende i genbrugsspanden.

Komplekse plastprodukter såsom flerlagsfilm og elektronikhuse er sværere at genbruge. Og de nuværende tendenser tyder på, at producenterne skifter til mere komplekse materialer. Lyse, flerfarvede designs ender som en kedelig brun farve, når de forskellige pakker er smeltet om. Avanceret funktionalitet såsom integreret elektronik, iltbarrierelag og andre spændende teknologier har den uheldige ulempe ved at formindske emballageværdien i en genbrugsstrøm, fordi adskillelser er vanskelige og dyre.

Teknologien til at sortere forskellige varianter af plast halter også. Kvaliteten af ​​en genanvendt plast afhænger af dens renhed. Det skal dekontamineres fra madaffald, etiketter og andre polymertyper, før det smeltes ned og videresælges til en produktproducent. Mens der findes nogle automatiserede teknologier, en stor del af sorteringen udføres stadig i hånden, og resultaterne er i bedste fald ufuldkomne.

Når industrien kræver genanvendt plast af høj kvalitet, så vil oparbejdningsvirksomheder have tillid til at producere en ensartet strøm til at erstatte noget eller alt det jomfruelige materiale, de bruger i deres produkter. Industrien er nødt til at standardisere de målinger, som kvaliteten af ​​genbrugsstrømme måles med.

Denne ønskeliste til forbedring af genbrugsinfrastrukturen kan virke uoverkommelig, men offentlig-private konsortier som REMADE-instituttet samler industriens interessenter, universitetsforskere og nationale laboratorier for at tackle udfordringen.

En presserende opfordring til handling

I juli 2017, Kina meddelte, at det ville stoppe med at acceptere import af visse klasser af affald, der kommer fra de genbrugte strømme i andre dele af verden. Disse omfattede forurenede baller af blandet plast og former, der er udfordrende at oparbejde. Dette har efterladt bunker af affaldsplastik på læssepladser på kommunale genbrugsanlæg rundt om i USA, Canada og Europa.

På samme tid, det offentlige ramaskrig over plastikforureningsproblemet vokser. Fra de seneste bestræbelser på at rydde op i Great Pacific Garbage Patch til det virale billede af en skildpadde med et sugerør i næsen, der førte til udbredt afvisning af sugerør, offentligheden er i stigende grad opmærksom på og efterspørger løsninger på problemet.

Hvor går vi hen herfra?

Ellen MacArthur Foundation er en UK-baseret velgørende organisation, der er fokuseret på miljøspørgsmål. Fonden har efterlyst en cirkulær økonomi til at arbejde hen imod en ny plastøkonomi. De arbejder med erhvervslivet, regeringen og den akademiske verden til at ændre den måde, mennesker forbruger på. I øjeblikket understøtter samfundets engangskultur en lineær økonomi, hvor emner, især plast, bruges en gang og smides ud. I en cirkulær økonomi, plastik ville blive designet, fremstillet og indsamlet på en sådan måde, at de let kan nedbrydes, adskilt og genbrugt. Som et eksempel, en gennemtænkt designet mobiltelefon kunne adskilles i plastik, elektronik, glas og andre komponenter, og hver strøm kunne så genbruges til noget lige så høj kvalitet anden gang – deraf udtrykket "cirkulær økonomi."

Konceptet introducerer en tredelt tilgang til at fjerne unødvendig plast, vi forbruger, innovere nye emballagedesigns, der lettere kan genbruges eller genbruges, og recirkulere mere af det plastik, vi bruger, gennem passende aflednings- og oparbejdningsstrategier.

Tiden er moden til innovation, men akademikere, Tilsynsmyndigheder og interessenter fra flere punkter i værdikæden skal arbejde sammen. Afdelingen for plastteknik her på UMass Lowell er klar til at tage udfordringen op. Vi arbejder på nye biologisk nedbrydelige polymeropskrifter og nye processer til genbrug af plast. Vi deler vores resultater med offentligheden, samarbejde med brancheførende partnere og uddannelse af næste generations plastingeniører, så de kan være forandringsledere.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.