Plast utgör så många av våra vanligaste produkter, som är otroligt hållbara. Bionedbrytbar plast kan hjälpa till att se till att dina barnbarnsbarnsbarn inte snubblar på den gaffeln du tappade vid en picknick 1998. Se fler gröna vetenskapliga bilder. Med tillstånd av Bio-Tech Tusentals år från nu, det är fullt möjligt att framtida civilisationer kommer att gräva igenom resterna av våra. Kanske kommer de att upptäcka sönderfallna skyskrapor. De kommer att upptäcka våra sönderfallna ben. Och nästan säkert, de kommer att visa upp oändliga mängder begravd plast, från verktyg till leksaker. "Oh titta, det verkar vara den röda lätta sabeln som en gång bars av den store Lord Vader! "
Vi lever i plaståldern, där många av oss inte kan gå mer än en minut eller två utan att röra vid en produkt som åtminstone delvis är tillverkad av denna formbara, starkt och hållbart material. Och det är den sista egenskapen som har så många resurs- och miljöinriktade människor berörda.
Plast har uthållighet - de försämras inte mycket i naturliga miljöer eller deponier. Återvinning är ett bra alternativ att återanvända vissa typer av plast, och fler människor blir resirkulerade. Fortfarande, bara i USA, endast cirka 7 procent av alla plastprodukter som används återvinns; och 28 miljoner ton (ja, ton) hamnar på deponier varje år [källa:EcoLogic].
För att plast inte ska bli permanenta föroreningar, vissa nyare plasttekniker innehåller biologiskt nedbrytbara tillsatser in i deras kemi. Dessa tillsatser är utformade så att plast kan brytas ner naturligt, oavsett om de är på en deponi eller planteras vid en kull.
När de försämras, sådan plast bryts ner till koldioxid, humus eller biomassa (ett organiskt basiskt material som liknar jord) och metangas. Det är en stor förbättring jämfört med nästan oförstörbara tvätt- och läskflaskor som kan meddela deras närvaro för framtida arkeologer.
Men innan biologiskt nedbrytbara tillsatser kan expandera till de flesta produkter, det finns en hel del arbete att göra när det gäller statliga bestämmelser, standarder för återvinning och PR.
På nästa sida, vi blir smutsiga av händerna med läckra förfall - och går in på vad som gör biologisk nedbrytning så cool.
Innehåll
Världen runt omkring oss vimlar av mikroorganismer, som också kallas mikrober . Mikrober kan vara osynliga för blotta ögat, men deras aptit är uppenbar, när de initierar och påskyndar sönderdelningen av alla slags organiskt material , från tidningen, till djurs spillning, till pizzaskorpor och mycket, mycket mer.
Det finns många typer av mikrober som arbetar med nedbrytningens magi. De inkluderar bakterier, svampar, protozoer, alger, aktinomyceter och andra. Olika typer av mikrober gör sin magi på olika sätt och de smälter olika material, men de bidrar alla till nedbrytningen av organiskt material, som också kan kallas biologisk nedbrytning .
Miljöfaktorer spelar en avgörande roll i alla sönderdelningsprocesser. Förekomsten av vatten, ljus, värme, syre och andra variabler påverkar alla hur mikrober och deras energikällor (se:mat) interagerar.
Syrehalten påverkar särskilt nedbrytningen. Din bakgårdskomposthög är ett exempel på aerob miljö, vilket betyder att syre är närvarande. En monströs deponi, å andra sidan, är en anaerob miljö, eller en som till stor del saknar syreexponering.
I en aerob miljö, mikrober använder syror och enzymer för att omvandla de stora molekylerna i ett material till mindre och mindre föreningar. När molekylerna når mindre storlek, mikrober kan absorbera materialet och använda det för energi.
Samma process sker under anaeroba förhållanden, men med särskilt olika biprodukter - mikroberna producerar mycket metan och koldioxid. Deponier med metanåtervinningsutrustning kan fånga upp gasen och sälja den till lokala energibolag; andra bränner helt enkelt av gasen så att den inte bidrar till utsläpp av växthusgaser.
Vatten är ännu viktigare än luft. Utan vatten, livet på jorden skulle inte existera som vi känner det. Samma koncept gäller för deponier. Deponier med högre fuktnivåer uppvisar mycket snabbare biologisk nedbrytning, medan de i torrare regioner inte är så biologiskt aktiva.
Men även när det finns gott om vatten, ogenomtränglig konventionell plast är som kryptonit till mikrobiell ka-pow. Plast tenderar att motstå och avböja nästan alla naturens försök att dekonstruera dem. Fortsätt läsa så ser du varför plast är så envis och svår att bryta isär.
Plastnummer att tänka påAmerikanerna slänger 2,5 miljoner plastflaskor i timmen. Under 2007, mer än 325 miljoner pund plastbehållare med stor mun återvanns för återvinning. Återvinning av 1 ton plast sparar 7,4 kubikmeter deponeringsutrymme.
Plast är slutligen baserat på petroleum, som i sig är resultatet av sönderfallet organiskt material. Så mikrober bör ha en verklig fest i form av plast, höger?
Nej. Mikrober vänder i allmänhet näsan på plast.
Det beror på att under tillverkningsprocessen, petroleum genomgår förändringar på molekylär nivå, växla från enkla monomerer (enstaka kemiska enheter) till polymerer , som är mycket större, mer komplexa enheter anslutna med starka kemiska bindningar. De är vattentäta och lufttäta, och som sådan, de är fantastiska att göra, skydda, transportera och bevara otaliga mänskliga produkter.
Dessa typer av gigantiska polymerer skapas inte av Moder Natur. De är resultatet av mänsklighetens kemiska prestationer. Polymerer finns i många sorter betecknade med esoteriska akronymer som ekar deras onaturlighet:PE (polyeten), PP (polypropen) och PS (polystyren) är bara några.
Till den naturliga världen, plast är en kemisk freakshow. Mikrober är inte biologiskt utrustade för att attackera och bryta ner dem på det sätt de gör organiskt material.
Som ett resultat, det kan ta hundratals år eller mer för mikrober att göra framsteg på den plastspork som du tappade under din picknick i parken. Vi vet faktiskt inte hur länge det redskapet kan sluta vara - kanske för alltid.
Fortfarande, du har säkert sett plast ute på en strand eller ett fält som ser sprött eller förfallet ut. Det beror inte på biologisk nedbrytning. Istället, ultraviolett ljus och syre är vad som orsakar denna extremt långsamma förstörelse, vilket ofta resulterar i plastbitar som fortfarande förorenar mycket.
För att plast verkligen ska biologiskt nedbrytas, vi måste använda tillsatser som hjälper mikrober att börja göra sitt jobb. Gör aptiten hos dessa små killar och de kan göra allvarligt hjälpsam förstörelse.
Vi kommer snart på nära håll med tillsatser inom kort, men innan vi gör det, fortsätt läsa för mer om vad som gör att plast försämras, och hur deras bortgång inte alltid är naturlig eller ren.
Mikrober utvecklas till att äta plastMikrober kan utvecklas för att konsumera konstgjorda produkter och kemikalier. Plast har bara funnits i cirka 100 år. Under de kommande årtiondena är det troligt att fler och fler mikrober kommer att anpassa sig för att bryta ner många typer av syntetiska polymerer.
Blanda in pellets av behandlat plastharts med sina egna polymerer, och en tillverkare kan skapa produkter som bryts ned på en viss tidslinje. Courtesy EcoLogic Plast är ett mångsidigt tekniskt underverk. Och som med alla tekniska framsteg, polymerer behöver någon form av reglering för att styra deras användning och bortskaffande. ISO (International Organization for Standardization) började med att definiera sex typer av nedbrytbar plast.
De fyra första typerna är nedbrytbar , nedbrytbart , oxidativt nedbrytbart och hydrolytiskt nedbrytbart . Nedbrytbar plast är helt enkelt plast som bryts ned på något mätbart sätt. Fotonedbrytbar plast bryts ner av ljus. Oxidativt nedbrytbara nedbryts genom oxidation; rost är en typ av oxidation, och samma typ av process kan hända med polymerer. Oxo-nedbrytbar plast har en tillsats som påskyndar denna "rostande" process. Och hydrolytiskt nedbrytbar plast bryts ner genom växelverkan mellan polymeren och vattnet.
Till exempel, en plastpåse som försämras på grund av solljus eller syreexponering kan falla sönder i små, mikroskopiska bitar, som inte nödvändigtvis är godartade. Det kvarvarande partiklarna kan absorberas av små varelser och arbeta sig upp genom näringskedjan, påverkar varje organisms kroppskemi under vägen - med okända konsekvenser.
De två sista typerna av ISO-definierad nedbrytbar plast är biologiskt nedbrytbar och komposterbar. En biologiskt nedbrytbar plast är helt enkelt en som våra ovannämnda mikrovänner kan demontera till vatten och koldioxid, men på en tidslinje som inte nödvändigtvis är väldefinierad. Komposterbar plast bryts ned med en hastighet som liknar andra typer av komposterbara material, och de resulterar, på nytt, i vatten, koldioxid, humus, och oorganiska föreningar.
En stor skillnad mellan komposterbar och biologiskt nedbrytbar plast är att den förstnämnda kräver hög värme från en professionellt hanterad komposthög eller deponi för att ruttna. Denna skillnad är avgörande, eftersom 10 till 15 miljarder pund, eller 75 procent, av all plast hamnar på deponier [Källa:PEC]. Verkligen biologiskt nedbrytbar plast kommer att brytas bäst på en deponi, men de kommer också att försämras i ett vägdike.
Det är inte så illa om biologiskt nedbrytbara material hamnar på en deponi istället för en återvinningscentral. På en deponi, metanet som de släpper ut kan fångas upp och förbrännas för våra energibehov. Av de 1, 200 driftsdeponier i USA, ungefär hälften fångar metan. 2008, projekten för deponering av gasenergi (LFG) genererade cirka 12 miljarder kilowattimmar el på bara ett år.
Nu, låt oss få det låga på det smutsiga arbetet med plasttillsatser.
Dessa plastpellets innehåller biologiskt nedbrytbara tillsatser. Pellets kan smältas och användas för att göra alla slags plastprodukter. Med tillstånd av Bio-Tech Bionedbrytbara tillsatser ger mikrober den kemiska hävstångseffekt de behöver för att kroppen ska slamra plast i glömska. Tillsatser, som också kallas nedbrytningsinitiativtagare , involvera allvarligt komplex kemiteknik som måste balansera produktens användbarhet, konsumentskydd och det ultimata slut på plasten, vare sig det är återvinning eller sönderdelning.
Dessa tillsatser är proprietära (dvs topphemliga) blandningar av organiska föreningar. Specifika recept på tillsatser manipulerar mikrober på olika sätt, och företag anser att deras formler är överlägsna andra.
När den blandas i vanlig plast, de utgör endast cirka 0,5 till 2 procent av produktens totala sammansättning, och avgörande, de ändrar inte polymerens prestanda. Det är, du kommer inte att åka på semester och komma hem två veckor senare till en apelsinjuicekanna som smulats till stökiga bitar. De påverkar inte heller en behållares innehåll på något sätt, och de har inga negativa effekter på traditionell plaståtervinning.
Faktiskt, du skulle aldrig veta att någonting var annorlunda med plasten tills den träffade deponin, som egentligen är det enda stället som har rätt kombination av fukt och olika mikrober som kan utnyttja tillsatsen i plasten. Tillsatserna kommer att göra sitt jobb utanför en deponi, för, men processen kommer att ta betydligt längre tid.
Processen sker inte direkt. I början, bara några mikrober lockas av tillsatsen; de första mikroberna skapar en liten fläck av plastrustningen. Fler arter av mikrober anländer, deras kombinationer av syror och enzymer, tillsammans med vatten, så småningom kan de bryta ner enorma polymerer i mindre och mindre bitar.
Men hur är det med komposterbar plast? Väl, det finns inga tillsatser som används med dessa sk bioplast (ofta tillverkad av polymjölksyra eller PLA). De är gjorda av naturmaterial som majs eller ärtstärkelse eller typer av vegetabiliska fetter och oljor. Vad mer, inte all bioplast är avsedd att sönderdelas. Snarare, de är tillverkade av förnybara ämnen (som majs) för hållbarhetsändamål. Vissa typer kommer inte att försämras mycket alls på en deponi.
Bioplast och plast med tillsatser konkurrerar ofta med varandra om en andel av polymermarknaden. Ibland bryter den tävlingen ut till en extremt offentlig slugfest. Fortsätt läsa så ser du hur vattnet i den biologiskt nedbrytbara plastkonversationen är allt annat än lugnt.
Du kommer att se fler och fler nedbrytbara produkter som visas på marknaden, ofta med markeringar som indikerar biologiskt nedbrytbara egenskaper. Med tillstånd av Bio-Tech Plast finns överallt. Plast är stort, stora affärer. Så, många organisationer har mycket på spel när det gäller regleringen och politiken för biologisk nedbrytbarhet. Många argumenterar för detaljer om huruvida olika plaster verkligen ruttnar. Och om de gör det, hur lång tid det tar och vilken typ av biprodukter de lämnar efter sig.
För att definiera biologisk nedbrytbarhet, regeringar och företag vänder sig till American Society for Testing and Materials (ASTM). ASTM utvecklar frivilliga konsensusstandarder för alla typer av produkter och tjänster, både i USA och internationellt.
ASTM -standarderna för biologisk nedbrytbarhet utvecklas fortfarande, och även om det ännu inte är en standard, många organisationer följer testmetoden ASTM D-5511-11. Detta test hjälper företag att bestämma biologiskt nedbrytbarhet av plast i en anaerob miljö som en deponi.
Eftersom sönderdelningstester tar tid och test-och-fel, det finns gott om utrymme för oenighet om vad testresultaten betyder. Företag som tillverkar olika typer av biologiskt nedbrytbar plast, oxo-nedbrytbar plast, och komposterbar bioplast driver varandra för att bevisa att deras tillvägagångssätt är överlägset.
Charles Lancelot, verkställande direktör för plastmiljörådet, har arbetat med plast i 40 år. Han säger att politik och PR -spel, särskilt i Kalifornien, har vilselett allmänheten om skillnaderna mellan dessa plaster.
Han pekar på PLA-baserad bioplast, som är gjorda av majsstärkelse, som ett exempel. Loppgrupper för majs och jordbruk vill ha PLA i fler produkter eftersom det kommer att öka efterfrågan - och så småningom priset - på majs.
Men Lancelot säger att PLA -produkter inte försämras om de inte komposteras professionellt. Och ur miljösynpunkt, vilket gör dem mindre önskvärda än plast som verkligen bionedbryts i deponier och diken. Han lyfter också fram en nackdel med oxobionedbrytbar plast; de behöver UV -ljus och syre för att försämras, och dessa variabler är en bristvara på en deponi.
För att lugna kontroverser och bygga krävande standarder för biologisk nedbrytning, Georgia Tech och North Carolina State University utför deponisimuleringar och kommer att lämna sina resultat och rekommendationer till den amerikanska regeringen. Nya standarder kommer att publiceras av media och kommer sannolikt att påverka opinionen om olika typer av nedbrytbar plast under många år framöver.
Offentligt tryck, liksom effektivare sätt att tillverka biologiskt nedbrytbar plast, kan påskynda acceptansen och användningen av dessa tillsatser i många produkter. I slutet, det kan innebära mer miljövänlig plast, sådana som försvinner helt - istället för att hålla i årtusenden som ett kännetecken för en civilisation som visste hur man gör fantastiskt hållbara produkter men inte kunde hitta ett sätt att göra sig av med dem på rätt sätt.
Jag spenderar mycket tid på att springa och gå grus- och grusvägarna nära mitt hem i Nebraska. Det upphör aldrig att göra mig upprörd när jag ser resultatet av avsiktlig och oavsiktlig nedskräpning; snabbmatskräp, ölburkar och flaskor och plast i massor. Ändå vet jag att det synliga skräpet som ligger över landskapet bara är en liten del av det avfall vi alla producerar. Den största andelen sopor hamnar på deponier, inklusive saker som verkligen borde återvinnas.
Experterna som jag intervjuade för den här berättelsen skyndade att säga att biologiskt nedbrytbar plast inte är ett universalmedel för föroreningar. De insisterar på att den gamla regeln om återanvändning av vad du kan och återvinner resten fortfarande är tillämplig på vår nuvarande miljöfråga. Men med biologiskt nedbrytbar plast, kanske kommer vår tramsiga livsstil ha lite mindre inverkan på kommande generationer.
