Le materie plastiche costituiscono molti dei nostri prodotti più comuni, che sono incredibilmente resistenti. La plastica biodegradabile potrebbe aiutare a garantire che i tuoi pronipoti non inciampino su quella forchetta che hai perso durante un picnic nel 1998. Guarda altre immagini di scienza verde. Cortesia Bio-Tech Migliaia di anni da oggi, è del tutto possibile che le civiltà future scaveranno tra i resti della nostra. Forse porteranno alla luce grattacieli sbriciolati. Scopriranno le nostre ossa sgretolate. E quasi certamente, porteranno alla luce infinite quantità di plastica interrata, dagli strumenti ai giocattoli. "Oh guarda, sembra essere la spada laser cremisi una volta portata dal grande Lord Vader!"
Viviamo nell'era della plastica, in cui molti di noi non possono passare più di un minuto o due senza toccare un prodotto che è fatto almeno in parte di questa malleabile, materiale resistente e durevole. Ed è proprio quest'ultima caratteristica che preoccupa così tante persone attente alle risorse e all'ambiente.
Le materie plastiche hanno una capacità di resistenza:non si degradano molto negli ambienti naturali o nelle discariche. Il riciclaggio è un'ottima opzione per riutilizzare alcuni tipi di plastica, e sempre più persone stanno diventando esperte di riciclaggio. Ancora, solo negli Stati Uniti, solo il 7% circa di tutti i prodotti in plastica utilizzati viene riciclato; e 28 milioni di tonnellate (sì, tonnellate) viene gettato nelle discariche ogni anno [fonte:EcoLogic].
Per assicurarsi che la plastica non diventi inquinanti permanenti, incorporano alcune tecnologie plastiche più recenti additivi biodegradabili nella loro chimica. Questi additivi sono progettati per consentire alla plastica di degradarsi naturalmente, se sono in una discarica o piantati lungo la strada da un litterbug.
Mentre si degradano, tali plastiche si decompongono in anidride carbonica, humus o biomassa (una materia organica di base simile al suolo) e gas metano. Questo è un grande miglioramento rispetto alle bottiglie di detersivo e soda quasi indistruttibili che potrebbero annunciare la loro presenza ai futuri archeologi.
Ma prima che gli additivi biodegradabili possano espandersi nella maggior parte dei prodotti, c'è molto lavoro da fare in termini di regolamenti governativi, standard di riciclaggio e pubbliche relazioni con i consumatori.
Nella pagina successiva, ci sporchiamo le mani di delizioso decadimento e approfondiamo cosa rende la biodegradazione così interessante.
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Il mondo intorno a noi pullula di microrganismi, che sono anche chiamati microbi . I microbi possono essere invisibili ad occhio nudo, ma i loro appetiti sono evidenti, mentre avviano e accelerano la decomposizione di ogni sorta di materia organica , dal giornale, agli escrementi di animali, alle croste di pizza e tanto altro, molto di piu.
Esistono molti tipi di microbi che operano la magia della decomposizione. Includono batteri, fungo, protozoi, alghe, actinomiceti e altri. Diversi tipi di microbi lavorano la loro magia in modi diversi e digeriscono materiali diversi, ma tutti contribuiscono alla decomposizione della materia organica, che si può anche chiamare biodegradazione .
I fattori ambientali giocano un ruolo fondamentale in qualsiasi processo di decomposizione. La presenza di acqua, leggero, calore, l'ossigeno e altre variabili influenzano il modo in cui i microbi e le loro fonti di energia (vedi:cibo) interagiscono.
I livelli di ossigeno, in particolare, hanno un forte impatto sulla degradazione. Il tuo cumulo di compost del cortile è un esempio di aerobico ambiente, significa che l'ossigeno è presente. Una mostruosa discarica, d'altra parte, è un anaerobico ambiente, o uno che in gran parte manca di esposizione all'ossigeno.
In un ambiente aerobico, i microbi usano acidi ed enzimi per convertire le grandi molecole di un materiale e in composti sempre più piccoli. Dopo che le molecole raggiungono dimensioni inferiori, i microbi possono assorbire il materiale e usarlo per produrre energia.
Lo stesso processo avviene in condizioni anaerobiche, ma con sottoprodotti notevolmente diversi:i microbi producono molto metano e anidride carbonica. Le discariche con attrezzature per il recupero del metano possono catturare il gas e venderlo alle società energetiche locali; altri semplicemente bruciano il gas in modo che non contribuisca alle emissioni di gas serra.
L'acqua è ancora più importante dell'aria. Senz'acqua, la vita sulla Terra non esisterebbe come la conosciamo. Lo stesso concetto si applica nelle discariche. Le discariche con livelli di umidità più elevati mostrano una biodegradazione molto più rapida, mentre quelli nelle regioni più secche non sono altrettanto biologicamente attivi.
Eppure, anche quando l'acqua è abbondante, le plastiche convenzionali impermeabili sono come la kryptonite per il ka-pow microbico. Le materie plastiche tendono a resistere e deviare quasi tutti i tentativi della natura di decostruirle. Continua a leggere e vedrai perché la plastica è così ostinata e difficile da rompere.
Numeri di plastica su cui riflettereGli americani buttano via 2,5 milioni di bottiglie di plastica all'ora. Nel 2007, più di 325 milioni di libbre di contenitori di plastica a bocca larga sono stati recuperati per il riciclaggio. Riciclare 1 tonnellata di plastica consente di risparmiare 7,4 metri cubi di spazio in discarica.
Le materie plastiche sono in definitiva a base di petrolio, che è esso stesso il risultato di materia organica in decomposizione. Quindi i microbi dovrebbero fare un vero banchetto sotto forma di plastica, Giusto?
No. I microbi generalmente storcono il naso davanti alla plastica.
Questo perché durante il processo di fabbricazione, il petrolio subisce cambiamenti a livello molecolare, passando da semplici monomeri (singole unità chimiche) a polimeri , che sono molto più grandi, unità più complesse collegate da forti legami chimici. Sono impermeabili ed ermetici, e come tale, sono splendidi per fare, proteggendo, spedizione e conservazione di prodotti umani indicibili.
Questi tipi di polimeri giganteschi non sono stati creati da Madre Natura. Sono il risultato delle conquiste chimiche dell'umanità. I polimeri sono disponibili in molte varietà denotate da acronimi esoterici che riecheggiano la loro innaturalità:PE (polietilene), PP (polipropilene) e PS (polistirene) sono solo alcuni.
Al mondo naturale, la plastica è uno spettacolo da baraccone chimico. I microbi non sono equipaggiati biologicamente per attaccarli e abbatterli come fanno con il materiale organico.
Di conseguenza, potrebbero volerci centinaia di anni o più prima che i microbi facciano progressi su quella forchetta di plastica che hai lasciato cadere durante il tuo picnic al parco. In realtà non sappiamo quanto tempo quell'utensile potrebbe finire per durare, forse per sempre.
Ancora, probabilmente hai visto la plastica su una spiaggia o un campo che sembra fragile o fatiscente. Non è a causa della biodegradazione. Anziché, la luce ultravioletta e l'ossigeno sono ciò che causa questa distruzione estremamente lenta, che spesso si traduce in pezzi di plastica che ancora inquinano molto.
Affinché la plastica si biodegradi davvero, dobbiamo usare additivi che aiutino i microbi a iniziare a fare il loro lavoro. Stuzzica l'appetito di questi piccoli ragazzi e possono fare una distruzione davvero utile.
A breve ci occuperemo da vicino degli additivi, ma prima di farlo, continua a leggere per saperne di più su cosa fa degradare la plastica, e come la loro scomparsa non sia sempre naturale o pulita.
I microbi si evolvono per mangiare plasticaI microbi possono evolversi e si evolvono per consumare prodotti e prodotti chimici creati dall'uomo. La plastica esiste solo da circa 100 anni. Nei decenni a venire è probabile che sempre più microbi si adatteranno per degradare molti tipi di polimeri sintetici.
Mescolare pellet di resina plastica trattata con i propri polimeri, e un produttore può creare prodotti che si degradano in una sequenza temporale specifica. Cortesia EcoLogic Le materie plastiche sono una meraviglia tecnologica diversificata. E come per tutti i progressi tecnologici, i polimeri hanno bisogno di una sorta di regolamento che guidi il loro utilizzo e smaltimento. L'ISO (International Organization for Standardization) ha iniziato definendo sei tipi di plastiche degradabili.
I primi quattro tipi sono degradabile , fotodegradabile , degradabile ossidativamente e degradabile idroliticamente . Le plastiche degradabili sono semplicemente plastiche che si degradano in qualche modo misurabile. Le plastiche fotodegradabili vengono degradate dalla luce. I degradabili ossidativamente sono degradati dall'ossidazione; la ruggine è un tipo di ossidazione, e lo stesso tipo di processo può accadere ai polimeri. Oxo-degradabile le plastiche hanno un additivo che accelera questo processo di "arrugginimento". E le plastiche idroliticamente degradabili vengono scomposte dall'interazione del polimero e dell'acqua.
Per esempio, un sacchetto di plastica che si degrada a causa della luce solare o dell'esposizione all'ossigeno potrebbe sfaldarsi in minuscoli, pezzi microscopici, che non sono necessariamente benigni. Quel particolato avanzato potrebbe essere assorbito da piccole creature e risalire la catena alimentare, che influenzano la chimica corporea di ogni organismo lungo il percorso, con conseguenze sconosciute.
Gli ultimi due tipi di plastica degradabile definiti ISO sono biodegradabile e compostabile. Una plastica biodegradabile è semplicemente quella che i nostri amici microbi di cui sopra possono smantellare in acqua e anidride carbonica, ma su una linea temporale che non è necessariamente ben definita. La plastica compostabile si degrada a una velocità simile ad altri tipi di materiali compostabili, e risultano, ancora, in acqua, diossido di carbonio, humus, e composti inorganici.
Una grande differenza tra la plastica compostabile e quella biodegradabile è che la prima richiede il calore elevato di un cumulo di compost o di una discarica gestita professionalmente per marcire. Questa distinzione è fondamentale, perché da 10 a 15 miliardi di sterline, o 75%, di tutta la plastica finisce in discarica [Fonte:PEC]. La plastica veramente biodegradabile si decompone meglio in una discarica, ma si degraderanno anche in un fossato lungo la strada.
Non è poi così male se i biodegradabili finiscono in una discarica invece che in un centro di riciclaggio. In una discarica, il metano che rilasciano può essere catturato e bruciato per il nostro fabbisogno energetico. Di 1, 200 discariche operative negli Stati Uniti, circa la metà cattura metano. Nel 2008, quei progetti di energia da gas di discarica (LFG) hanno generato circa 12 miliardi di chilowattora di elettricità in un solo anno.
Ora, diamo il via al lavoro sporco degli additivi per materie plastiche.
Questi granuli di plastica contengono additivi biodegradabili. I pellet possono essere sciolti e utilizzati per realizzare tutti i tipi di prodotti in plastica. Cortesia Bio-Tech Gli additivi biodegradabili danno ai microbi la leva chimica di cui hanno bisogno per far cadere la plastica nell'oblio. additivi, che sono anche chiamati iniziatori di degradazione , comportano un'ingegneria chimica molto complessa che deve bilanciare l'utilità del prodotto, la sicurezza dei consumatori e il fine ultimo della plastica, che si tratti di riciclaggio o decomposizione.
Questi additivi sono miscele proprietarie (cioè top-secret) di composti organici. Ricette specifiche di additivi manipolano i microbi in modi diversi, e le aziende pubblicizzano le loro formule come superiori alle altre.
Quando mescolato in plastica normale, costituiscono solo dallo 0,5 al 2% circa della composizione totale del prodotto, e, soprattutto, non modificano le prestazioni del polimero. Questo è, non andrai in vacanza e tornerai a casa due settimane dopo con una brocca di succo d'arancia sbriciolata in pezzi disordinati. Inoltre, non influiscono in alcun modo sul contenuto di un contenitore, e non hanno effetti negativi sul riciclaggio tradizionale della plastica.
Infatti, non sapresti mai che c'è qualcosa di diverso nella plastica finché non arriva in discarica, che è davvero l'unico posto che ha la giusta combinazione di umidità e vari microbi che possono sfruttare l'additivo nella plastica. Gli additivi faranno il loro lavoro al di fuori di una discarica, pure, ma il processo richiederà molto più tempo.
Il processo non avviene subito. All'inizio, solo pochi microbi sono attratti dall'additivo; quei primi microbi creano una piccola fessura nell'armatura di plastica. Arrivano altre specie di microbi, le loro combinazioni di acidi ed enzimi, insieme all'acqua, alla fine consente loro di scomporre enormi polimeri in pezzi sempre più piccoli.
Ma che dire delle plastiche compostabili? Bene, non ci sono additivi utilizzati con questi cosiddetti bioplastiche (spesso in acido polilattico o PLA). Sono realizzati con materiali naturali come amido di mais o piselli o tipi di grassi e oli vegetali. Cosa c'è di più, non tutte le bioplastiche sono destinate a decomporsi. Piuttosto, sono realizzati con sostanze rinnovabili (come il mais) per scopi di sostenibilità. Alcuni tipi non si degradano affatto in un ambiente di discarica.
Le bioplastiche e le plastiche con additivi spesso competono tra loro per una quota del mercato dei polimeri. A volte quella competizione esplode in uno slugfest estremamente pubblico. Continua a leggere e vedrai come le acque del discorso sulla plastica biodegradabile siano tutt'altro che placide.
Vedrai apparire sul mercato sempre più prodotti degradabili, spesso con segni che indicano proprietà biodegradabili. Cortesia Bio-Tech La plastica è ovunque. La plastica è grande, grande affare. Così, molte organizzazioni hanno molto in gioco quando si tratta di regolamentazione e politica della biodegradabilità. Molte persone discutono sui dettagli sul fatto che varie plastiche marciscano davvero. E se lo fanno, quanto tempo ci vuole e che tipo di sottoprodotti lasciano.
Per definire la biodegradabilità, i governi e le aziende si rivolgono all'American Society for Testing and Materials (ASTM). ASTM sviluppa standard di consenso volontario per tutti i tipi di prodotti e servizi, sia negli Stati Uniti che a livello internazionale.
Gli standard ASTM per la biodegradabilità sono ancora in evoluzione, e anche se non è ancora uno standard, molte organizzazioni aderiscono al metodo di test ASTM D-5511-11. Questo test aiuta le aziende a determinare la biodegradabilità della plastica in un ambiente anaerobico come una discarica.
Poiché i test di decomposizione richiedono tempo e tentativi ed errori, c'è molto spazio per il disaccordo su cosa significano i risultati del test. Aziende che producono vari tipi di plastiche biodegradabili, plastiche oxo-degradabili, e le bioplastiche compostabili si spingono a vicenda per dimostrare che il loro approccio è superiore.
Carlo Lancillotto, direttore esecutivo del Plastics Environmental Council, lavora con la plastica da 40 anni. Dice che la politica e i giochi di pubbliche relazioni, soprattutto in California, hanno fuorviato il pubblico sulle differenze tra queste plastiche.
Indica le bioplastiche a base di PLA, che sono fatti di amido di mais, come un esempio. Le lobby del mais e dell'agricoltura vogliono il PLA in più prodotti perché così facendo aumenterà la domanda - e alla fine il prezzo - per il mais.
Ma Lancelot afferma che i prodotti PLA non si degradano a meno che non vengano compostati professionalmente. E dal punto di vista ambientale, ciò li rende meno desiderabili della plastica che si biodegrada veramente nelle discariche e nei fossati. Evidenzia anche un inconveniente delle plastiche oxobiodegradabili; hanno bisogno di luce UV e ossigeno per degradarsi, e quelle variabili scarseggiano in una discarica.
Al fine di calmare le controversie e costruire standard rigorosi per la biodegradazione, Le università della Georgia Tech e della Carolina del Nord stanno eseguendo simulazioni di discariche e presenteranno i loro risultati e raccomandazioni al governo degli Stati Uniti. I nuovi standard saranno pubblicizzati dai media e probabilmente influenzeranno l'opinione pubblica sui vari tipi di plastica degradabile negli anni a venire.
pressione pubblica, così come mezzi più efficienti per produrre plastica biodegradabile, potrebbe accelerare l'accettazione e l'uso di questi additivi in molti prodotti. Alla fine, ciò potrebbe significare plastiche più rispettose dell'ambiente, quelli che scompaiono completamente, invece di durare per millenni come segno distintivo di una civiltà che sapeva come realizzare prodotti meravigliosamente durevoli ma non riusciva a trovare un modo per smaltirli correttamente.
Trascorro molto tempo correndo e camminando sulle strade sterrate e sterrate vicino alla mia casa in Nebraska. Non cessa mai di farmi infuriare quando vedo i risultati di rifiuti intenzionali e accidentali; detriti di fast food, lattine e bottiglie di birra e plastica a bizzeffe. Eppure so che la spazzatura visibile sparpagliata nel paesaggio è solo una piccola frazione dei rifiuti che tutti noi produciamo. La maggior parte dei rifiuti finisce nelle discariche, comprese le cose che dovrebbero essere riciclate.
Gli esperti che ho intervistato per questa storia si sono affrettati a dire che le plastiche biodegradabili non sono una panacea per l'inquinamento. Insistono sul fatto che la vecchia regola di riutilizzare ciò che è possibile e riciclare il resto è ancora applicabile al nostro attuale stato delle questioni ambientali. Ma con le plastiche biodegradabili, forse i nostri stili di vita trash avranno solo un impatto leggermente inferiore sulle generazioni a venire.
