بازیافت مواد و سلامت محیط زیست
بسیاری از مواد در طبیعت تجزیه می شوند و به خودی خود بازیافت می شوند این موارد در مورد موجودات زنده ای که می میرند و یا مواد فاسد شدنی پیش می آید. این مواد را مواد زیست فروپاش می گویند. برای مثال کود هایی که در باغات ریخته می شوند و نتیجه کپه کردن موادی مانند غذاهای فاسد شده، آشغال میوه ها، پوست تخم مرغ و دیگر زباله های تجزیه پذیر است که بطور طبیعی توسط حشرات و دیگر جانوران موذی خورده می شوند .
متاسفانه مقادیر بالایی از زباله ها مانند: فلزات، کائوچو و پلاستیک نمی توانند خورده و تجزیه شوند و برای صدها سال تجزیه نشده در طبیعت باقی می مانند. حتی اگر این مواد قطعه قطعه و خورد هم شوند باز هم نمی توانند تجزیه شوند و به مرور اتمسفر، زمین و آب را آلوده می کنند .
بعضی از این مواد می توانند بازیافت شوند. زباله هایی که قابل بازیافت نیستند در گودالهایی به نام محل دفن زباله مدفون می شوند . این زباله ها ابتدا تکه تکه و سپس له و خمیر مانند می شوند بنابراین با این کار زباله ها فضای کمتری را اشغال می کنند. اگر نتوانیم به روند بازیافت ادامه دهیم باید روز به روز بر تعداد این گودالها بیافزاییم .
ضرورت بازیافت زمانى بیشتر مشخص مى شود که بدانیم برای تولید یک تن کاغذ جدید، باید 15 درخت تنومند راقطع کنیم. اگر از کاغذ باطله دوباره کاغذ تهیه کنیم در مصرف آب 90 درصد و انرژی 50 درصد سود برده و در کنترل آلودگى هوا 75 درصد موثر بوده ایم
در ایران براى بازیافت کاغذ، اولین کارخانه در سال 1313 در کرج تاسیس شد
بازیافت پلاستیک
در ساخت انواع ظروف و كيسه هاى پلاستيكى از انواع مواد پليمرى استفاده مى شود. با توجه به قابليت بازيابى اكثر پليمرها، مى توان مواد پلاستيكى را پس از مصرف و دور انداختن مجدداً طى فرايند بازيافت مورد استفاده قرار داد . مسئله مهم و اساسى در اين ميان استفاده از مواد بازيافت شده در مصارف غذايى است. در واقع صحبت از آن دسته از مواد بازيافت شده اى است كه براى بسته بندى و نگهدارى مواد غذايى غيرمجاز هستند در ساخت ظروف پلاستيكى مختلف، مواد پليمرى متفاوتى به كار برده مى شود به عنوان مثال :
۱ – ظروف نوشابه هاى گازدار از جنس پلى اتيلن تترافتالات (PET )
۲ –شیشه های شيرخورى كودكان از جنس پلى كربنات ( PC ) به دليل گران بودن پلى كربنات ها اين نوع پليمرها كمتر در بسته بندى مواد غذايى استفاده شده و بيشتر در ساخت شيشه هاى شير كودكان به كار مى روند .
۳ –ظروف بسته بندى لبنيات از جنس پلى اتيلن (PE ) ، پلى پروپيلن (PP ) و پلى استايرن (PS )
۴ – ظروف يك بار مصرف از جنس PS وPP
۵ – كيسه هاى پلاستيكى از جنس پلي اتيلن . اين نوع كيسه ها به اشتباه تحت عنوان كيسه هاى نايلونى معروفند .
قابل ذكر است اين مواد پلاستيكى مى توانند حاوى رنگ باشند كه در آن صورت از رنگدانه پلاستيك (مستربچ) استفاده مى شود
نحوه ساخت كيسه هاى پلاستيكى
گرانول هاى پلى اتيلن را به شكل فيلم هاى نازك درآورده و پس از برش فيلم ها در ابعاد دلخواه به كيسه تبديل مى كنند. و در صورت توليد كيسه هاى رنگى هنگام تبديل گرانول پلى اتيلن به فيلم از رنگدانه پلاستيك يا مستربچ (به مقدار يك تا پنج درصد) استفاده مى كنند
نحوه ساخت ظروف يك بار مصرف
ابتدا مواد پليمررا به صورت فيلم هايى با ضخامت مورد نظر تبديل كرده و سپس با استفاده از قالب هايى خاص به اشكال مختلف تبديل میشوند .
بازيافت مواد
در فرايند بازيافت مواد پلاستيكى نوع پليمرى كه بايد بازيافت شود مدنظر قرار مى گيرد.بدين ترتيب كه هر نوع پليمر جدا از انواع ديگر بازيافت مى شوند، در غير اين صورت فرايند بازيافت با اشكال روبه رو خواهد شد. به عنوان مثال : پلى اتيلن ها با هم، پلى پروپيلن ها با هم و پلى آميدها با هم بازيافت مى شوند، چرا كه هنگام فرايند بازيافت مواد پلاستيكى را خرد سپس ذوب كرده و مجدداً مورد استفاده قرار مى دهند بنابراين اگر تركيبى از مواد پلاستيكى مختلف نظير ظروف يك بار مصرف با انواع مختلف خرد و سپس ذوب شوند، با توجه به متفاوت بودن نقطه ذوب تركيب ناهمگونى ايجاد مى شود. مسئله بعدى نداشتن رنگ در مواد پلاستيكى است كه اهميت بسزايى در فرايند بازيافت دارد. به دليل اينكه پليمرهاى رنگى داراى رنگ يكنواختى نيستند پس از بازيافت رنگ تيره پيدا مى كنند در نتيجه كارخانه هاى سازنده براى به دست آوردن يك رنگ ثابت از دوده استفاده كرده سپس مواد پليمرى مذاب را به صورت فيلم درآورده و به كيسه پلاستيكى تبديل مى كنند، كه ما از آنها به صورت كيسه هاى زباله مشكى استفاده مى كنيم.گاهى به دليل كاربرد ناصحيح دوده تماس دست با اين كيسه ها باعث جذب ذرات دوده از راه دست مى شود. بنابراين در حال حاضر كارخانه هاى صنايع غذايى مجاز نيستند مواد بازيافتى را براى نگهدارى و بسته بندى مواد غذايى به كار ببرند. دليل اصلى آن نيز عدم رعايت اصول بازيافت مواد پلاستيكى در ايران است. گفتنى است براى توليد كيسه هاى پلاستيكى شفاف از مواد اوليه بكر استفاده مى شود در حالى كه اكثريت پلاستيك هاى مشكى موجود در بازار از مواد بازيافتى تهيه میشود .
مناسب بودن پلاستيك ها در كاربردهاى غذايى
تمامى پليمرها از بكر تا آنهايى كه بازيافتى بوده و همچنين ظروف پلاستيكى حتماً بايد قبل از استفاده در صنعت غذايى تحت آزمون Food grade قرار بگيرند (اي.سي.سي) . با انجام آزمون هايى كه در اداره كل آزمايشگاه هاى كنترل غذا و دارو نيز قابل اجرا هستند ميزان مهاجرت مواد سازنده پليمرها به سمت مواد غذايى مشابه سنجيده مى شود. در واقع وزارت بهداشت مقاومت و ميزان مهاجرت مواد سازنده پليمرها را در حلال ها يا محلول هاى مشابه مواد غذايى مى سنجد ..
بطرى هاى آب و نوشابه از جنس (پت)هستند اين ظروف در صورتي كه food grade باشند از نظر بهداشتى مشكل ايجاد نمى كنند. تنها مسئله وجود ماده استالدئيد در اين ظروف است كه باعث تغيير طعم و بوى آب و مواد نوشيدنى مى شود البته ميزان مهاجرت استالدئيد در حدى نيست كه خاصيت بيمارى زايى داشته باشد .
مشكل دست زدن به كيسه هاى زباله
پلاستيك هاى مشكى كه در حال حاضر در بازار هستند هيچ كدام براى مصارف غذايى مناسب نيستند و مشخص نيست كجا و تحت چه شرايطى توليد شده اند. اين مواد در اثر تماس با مواد غذايى آنها را آلوده كرده و عوارضى را براى انسان به دنبال خواهند داشت. گفتنى است اگر مواد پلاستيكى پس از بازيافت براساس پايه پليمرى خود مشكل نداشته و به آزمون هاى Food grade پاسخ دهند براى نگهدارى و بسته بندى مواد غذايى مناسب خواهند بود .
پلاستيک هايي که بوي بنزين مي دهند
يکي از پژوهشگران دانشگاه صنعت نفت موفق به اجراي طرحي شده است که براساس آن 80درصد از پسماندهاي موجود در زباله هاي شهري ، صنعتي و پزشکي طي فرآيندي به سوخت مايع (بنزين و گازوئيل ) تبديل مي شود و به اين ترتيب نه تنها به کاربرد مفيد ضايعات پليمري ، بلکه به تامين خوراک راکتورها در صنايع پتروشيمي و نفت نيز کمک مي شود .
کساني که به پژوهش هاي انجام شده در عرصه هاي پتروشيمي و نفت علاقه مندند، مي دانند که يکي از معضلات اساسي در اين صنايع ، بحث کنترل و کاهش اثرات سو زيست محيطي است؛ هر چند طي يک دهه اخير، موضوع پسماندهاي پالايشي و فرآورده هاي سنگين هيدروکربني به عنوان يکي از معضلات صنعت پالايشگاهي کشور مطرح بوده است .
بر اين اساس تلاش محققان و نيروهاي علمي صنعت نفت کشور نيز طي اين مدت به تبديل مواد سنگين هيدروکربني به مواد سبک مانند بنزين و گازوئيل معطوف شده است .
به طور کلی دو روش اصلی برای حل مشکل زباله های پلاستیکی وجود دارد :
۱ . بازيافت
۲ . توليد پلاستيک های زيست تخريب پذير
بازيافت به فرايندهايی گفته می شود که در آنها از زباله های پلاستيکی به نحوی استفاده می شود .
روش های بازيافت در سه دسته جای می گيرند :
۱ – بازيافت انرژی
۲ – بازيافت مکانيکی
۳ – بازيافت شيميايی
در بازيافت انرژی زباله به عنوان يک سوخت سوزانده می شود. بايد توجه کرد که بازده انرژی (انرژی حاصل از سوختن واحد وزن سوخت) پلاستيک ها نسبت به سوخت های فسيلی مرسوم بيشتر است .
بازيافت مکانيکی ، يعنی خرد کردن و استفاده يک محصول پلاستيکی در ساخت يک قطعه. در اين روش بايد نکات زيادی رو در نظر گرفت. مثلا برای ساخت قطعات حساس تر سازمان های مربوطه مقدار مجاز پلاستيک بازيافتی در قطعه را تعيين می کنند .
در بازيافت شيميايی پلاستيک به وسيله روش های شيميايی به مواد ديگری (اغلب مواد اوليه يا ميانی) تبديل ميشود. اين روش نسبت به دو روش ديگه جديدتر است ولی هنوز از نظر اقتصادی به صرفه نيست. اما بسيار مورد توجه هست. به عنوان مثال ميشود به تهيه رزين پلی استر از بطری های نوشابهاز جنس پلی اتيلن ترفتالات اشاره کرد .
اما در کنار بازيافت از چندين سال پيش تلاش هايی در جهت توليد پلاستيک های زيست تخريب پذير شروع شده که الان به نتيجه هم رسيده است. اين پلاستيک ها قابليت بازگشت به طبيعت را طی زمانی قابل قبول دارند .
اين پلاستيک ها هم در دو دسته کلی قرار می گيرند :
۱ – پلاستيک های متداول حاوی مواد تخريب پذير
۲ – پلاستيک های تخريب پذير ذاتی
پلاستيک های متداول حاوی مواد تخريب پذير آميزه هايی هستند که در آنها يک ماده تخريب پذير(مانند نشاسته) به يک پلاستيک متداول (مثل پلی اتيلن) اضافه ميشود و تخريب اين ماده به افزايش سرعت تخريب پلاستيک کمک می کند. اين مواد چند سالی هست که وارد بازار شده اند و با اون که کمک زيادی به کاهش زباله های پلاستيکی کرده اند، اما به دليل اين که اولا در انها از همان پلاستيک های متداول تخريب ناپذير استفاده شده و دوما استفاده از مقدار زيادی مواد تخريب پذير در پلاستيک ويژگی ها را تضعيف می کنه، موقعيت چندان محکمی ندارند .
پلاستيک های تخريب پذير ذاتی موادی هستند که به دليل ساختمان شيميايی خاصشان به وسيله باکتری ها، آب يا آنزيم ها در طبيعت تخريب می شوند. مهم ترين پلاستيک از اين نوع پلی(لاکتيک اسيد) هست که از اسيد لاکتيک تهيه ميشود. پيش بينی ميشود اين پلاستيک، که خواص بسيار خوبی هم داره، در آينده رقيبی بسيار جدی برای پلاستيک های متداول امروزی به خصوص در صنعت بسته بندی باشد. مشکل بزرگ اين مواد، گران بودنشان است که در حال حاضر تحقيقات برای توسعه يک روش ارزان برای توليدشان ادامه دارد. جالب اين که منابع اصلی توليد اين پلاستيک طبيعی هستند و از محصولات نفتی برای ساخت آنها استفاده نمی شود .
پلاستیک های زیستی
اطرافمان انباشته از پلاستیک شده است. هر کاری که انجام می دهیم و هر محصولی را که مصرف می کنیم، از غذایی که می خوریم تا لوازم برقی به نحوی با پلاستیک سرو کار داشته و حداقل در بسته بندی آن از این مواد استفاده شده است .
گرچه بسته بندی پلاستیکی با قیمتی نازل امکان حفاظت عالی از محصولات مختلف خصوصاً مواد غذایی را فراهم می کند ولی متاسفانه معضل بزرگ زیست محیطی حاصل از آن گریبانگیر بشریت شده است. اکثر پلاستیک های معمول در بازار از فرآورده های نفتی و ذغال سنگ تولید شده و غیر قابل بازگشت به محیط هستند و تجزیه آنها و برگشت به محیط چند هزار سال طول می کشد .
به منظور رفع این مشکل، محققان علوم زیستی در پی تولید پلاستیک های زیست تخریب پذیر از منابع تجدید شونده مثل ریزسازواره ها و گیاهان می باشند .
واژه زیست تخریب پذیر یا Biodegradable به معنی موادی است که بسادگی توسط فعالیت موجودات زنده به زیر واحدهای سازنده خود تجزیه شده و بنابراین در محیط باقی نمانند .
استانداردهای متعددی برای تعیین زیست تخریب پذیری یک محصول وجود دارد که عمدتاً به تجزیه 60 تا 90 درصد از محصول در مدت دو تا شش ماه محدود می گردد. این استاندارد در کشورهای مختلف متفاوت است .
اما دلیل اصلی زیست تخریب پذیر نبودن پلاستیک های معمول، طویل بودن طول مولکول پلیمر و پیوند قوی بین مونومرهای آن بوده که تجزیه آن را توسط موجودات تجزیه کننده با مشکل مواجه می کند .
در این بین تولید پلیمرهای زیستی جایگاه خاصی دارند. تولید اینگونه پلیمرها توسط طیف وسیعی از موجودات زنده مثل گیاهان، جانوران و باکتری ها صورت می گیرد. چون این مواد اساس طبیعی دارند، بنابراین توسط سایر موجودات نیز مورد مصرف قرار می گیرند و تجزیه کنندگان از جمله مهم ترین این موجودات زنده در موضوع مورد بحث ما می باشند .
برای بهره برداری از این پلیمرها در صنعت دو موضوع باید مورد توجه قرار گیرد :
الف) دید محیط زیستی : این مواد باید سریعاً در محیط مورد تجزیه قرار گیرند، بافت خاک را بر هم نزنند و به راحتی با برنامه های مدیریت زباله و بازیافت مواد از محیط خارج شوند .
ب) دید صنعتی : این مواد باید خصوصیات مورد انتظار صنعت را از جمله دوام و کارایی را داشته باشند و از همه مهمتر، پس از برابری یا بهبود کیفیت نسبت به مواد معمول، قیمت تمام شده مناسبی داشته باشند .
نکته ای که نباید از نظر دور داشت این است که علی رغم قیمت بالاتر تولید پلاستیک های زیست تخریب پذیر، چه بسا قیمت واقعی آنها بسیار کمتر از پلاستیک های سنتی باشد؛ چرا که بهای تخریب محیط زیست و هزینه بازیافت پس از تولید هیچ گاه مورد محاسبه قرار نمی گیرد .
تقریباً تمامی پلاستیک‌های معمول در بازار از محصولات پتروشیمی که غیر قابل برگشت به محیط می‌باشند، به دست می‌آیند. راه‌حل جایگزین برای این منظور، بهره‌برداری از باکتری های خاکزی است . باید منتظر بود تا سرانجام شاهد تولید اقتصادی این محصولات دوستدار محیط زیست در آینده‌ای نزدیک بود .