Intelektual

Dapatkah plastik yang dapat terurai memecahkan masalah kemasan sekali pakai|Sumber: pexels.com

Panduan membaca

●

○

Plastik "degradable" telah menjadi tren baru perlindungan lingkungan.Namun, mulai dari produksi dan penggunaan hingga pemilahan dan pemrosesan, masalah yang disebabkan oleh "dapat terurai" jauh lebih banyak daripada diselesaikan.Tidak hanya biayanya yang tinggi, tetapi juga tidak tahan lama seperti plastik tradisional;Setelah berubah menjadi sampah, masih perlu pengumpulan klasifikasi yang sangat rinci dan lingkungan pengomposan industri untuk benar-benar mewujudkan "degradasi".Namun, kedua kondisi ini sulit disediakan di sebagian besar wilayah, jadi kami memiliki alasan untuk mempertanyakan apakah harus keluar dari laboratorium dan beralih ke aplikasi skala besar.

Ditulis oleh Yang Jinqi

Editor yang bertanggung jawab: Feng Hao

●●● untuk menyambut Olimpiade Musim Dingin Beijing 2022 mendatang, Sinopec mengumumkan bahwa Beijing Petroleum yang berafiliasi akan menyumbangkan 100.000 kantong plastik yang dapat terurai ke Kota Zhangshanying, tempat area kompetisi Yanqing dari Olimpiade Musim Dingin berada, untuk mengurangi plastik polusi selama pengoperasian game.Bahan kantong plastik ini adalah PBAT (kopolimer butanadiol adipat dan butanadiol tereftalat), yang dapat terdegradasi dalam kondisi pengomposan.Dengan meningkatnya kesadaran masyarakat akan polusi plastik, plastik yang dapat terdegradasi dianggap sebagai kunci emas untuk mengatasi polusi putih.

Namun, semakin banyak penelitian mulai mempertanyakan efektivitas plastik degradable sebagai solusi polusi plastik.Misalnya, dalam keadaan apa yang disebut plastik yang dapat terdegradasi dapat terdegradasi?Apa dampaknya terhadap sistem fasilitas pengolahan limbah saat ini?

Sebelum menjawab pertanyaan-pertanyaan ini, ada baiknya kita melihat konsep, prinsip, kondisi, dan aplikasi praktis "plastik yang dapat terurai" saat ini.

1

Apa itu plastik yang dapat terurai?

Berbicara tentang degradasi tanpa kondisi seperti berbicara tentang toksisitas tanpa dosis.

Kondisi degradabilitas mencakup banyak aspek - suhu, kelembaban, oksigen, populasi mikroba, dll. Selain itu, faktor waktu sangat penting.Plastik berbasis fosil biasa, seperti botol plastik biasa, juga dapat terdegradasi di lingkungan alami setelah 450-500 tahun, tetapi ini tidak berarti untuk perlindungan lingkungan yang sedang kita bicarakan .

Dari perspektif struktur molekul material, proses degradasi sebenarnya mengganggu struktur kimia plastik umum, yaitu ikatan karbon rantai panjang poliester terurai menjadi rantai pendek, dan kemudian menjadi karbon dioksida, air dan biomassa, sehingga untuk kembali dengan aman ke siklus material alam.

Sebagian besar plastik yang umum di pasaran adalah plastik yang tidak dapat terurai, seperti polipropilen (PP), etilena tereftalat (PET), polivinil klorida (PVC), dll. Dapat didaur ulang, tetapi jika dibuang ke tempat pembuangan sampah, umumnya membutuhkan ratusan tahun untuk menurunkan.

Secara umum ada dua cara degradasi plastik, degradasi fotooksidatif dan biodegradasi.Mengingat kontroversi besar atas degradasi foto oksidatif (seperti yang ditunjukkan pada tabel di bawah), makalah ini berfokus pada: biodegradasi.

Degradasi oksidatif foto (oxo degradable) umumnya mempercepat fragmentasi plastik berbasis fosil tradisional di bawah oksigen, cahaya atau suhu tinggi dengan menambahkan aditif.Meskipun plastik foto oksidatif yang dapat terdegradasi dapat terfragmentasi atau bahkan tidak terlihat dengan mata telanjang dalam beberapa bulan atau tahun, plastik yang terfragmentasi secara bertahap akan menjadi plastik mikro (biasanya partikel plastik dengan ukuran partikel kurang dari 5mm) di lingkungan.Saat ini, tidak ada bukti bahwa plastik mikro dapat terdegradasi sepenuhnya dalam waktu singkat.Oleh karena itu, foto degradasi oksigen kontroversial dan dicurigai "mencuci hijau".

Selain itu, plastik yang dapat terurai secara oksidasi foto tidak tahan lama dalam praktiknya, dan tidak dapat didaur ulang atau dikomposkan setelah digunakan.Sebaliknya, mereka akan mengganggu kedua metode perawatan - mengurangi kinerja plastik daur ulang dan mencemari produk kompos.Merek-merek besar di seluruh dunia (seperti Unilever, Pepsi Cola), lembaga penelitian dan lembaga kesejahteraan masyarakat sekarang mengusulkan untuk melarang produksi plastik ini , sampai ada bukti bahwa plastik itu dapat terdegradasi sepenuhnya dalam waktu singkat .

Biodegradasi mengacu pada konversi lengkap bahan menjadi karbon dioksida dan air melalui aksi mikroba di lingkungan tertentu.Mikroorganisme yang dapat mengubah rantai pendek poliester menjadi karbon dioksida termasuk bakteri, jamur dan protozoa, dan enzim yang disekresikan oleh mereka dapat menguraikan ikatan poliester .

Saat ini, ada lebih dari 20 jenis plastik biodegradable di pasaran.Orang sering mengacaukannya dengan plastik berbasis bio (komponen dari sumber daya hayati terbarukan).Padahal, plastik biodegradable bisa berbasis bio atau berbasis fosil (komponen dari sumber daya fosil yang tidak terbarukan).

Plastik berbasis bio sering menggunakan singkong, jagung dan tebu sebagai bahan baku.Harus jelas bahwa tidak semua plastik berbasis bio biodegradable.Sebagai contoh, bio PE yang diproduksi secara besar-besaran dengan bahan baku tebu di Brazil tidak biodegradable.Sebagian besar plastik berbasis fosil tidak dapat terurai secara hayati.Tentu saja, ada pengecualian, seperti polikaprolakton (PCL), polibutilen suksinat (PBS) dan kopolimer butilena adipat dan butilena tereftalat (PBAT).

2

Tiga jenis plastik biodegradable yang dapat diproduksi dalam skala besar

Menurut laporan data pasar bioplastik Eropa, pada 2019, total kapasitas produksi global plastik biodegradable mencapai 1,17 juta ton, menyumbang 0,3% dari produksi tahunan global plastik (360 juta ton).Saat ini, ada tiga jenis utama produksi komersial skala besar.

Salah satunya adalah plastik pati dan asam polilaktat (PLA) dengan bahan baku pati tumbuhan [10].Pati murah, hasil tinggi dan proses sederhana.Kerugiannya adalah tidak tahan air dan tergantung pada tanaman pangan sebagai bahan baku, menempati sejumlah besar lahan budidaya.Saat ini, industri juga mempelajari ekstraksi bahan baku dari limbah pertanian dan industri (seperti tongkol jagung dan selulosa).

Kedua, kopoliester diol asam dibasa (PBS, PBSA, PBAT, selanjutnya disebut plastik PBS) dengan produk samping minyak bumi atau bahan baku biologis, dan kapasitas produksi plastik tersebut juga meningkat dari tahun ke tahun.

Yang ketiga adalah ester asam polihidroksilemak (PHA), yang disintesis oleh mikroorganisme dengan gula atau minyak sebagai bahan baku selama fermentasi.Saat ini, kapasitas produksinya masih kecil, hanya 25.000 ton di dunia.Namun, karena mirip dengan PLA dan berpotensi untuk menggunakan produk samping pertanian dan limbah organik lainnya sebagai bahan baku, prospek PHA sangat menjanjikan.

Saat ini, harga plastik biodegradable umumnya lebih tinggi daripada plastik tradisional, tetapi dengan efek skala yang dibawa oleh peningkatan kapasitas produksi dan dampak fluktuasi harga minyak pada plastik tradisional, harga plastik biodegradable menjadi semakin mahal. kompetitif di pasar.

Jia Xinnan, seorang doktor ekologi kelautan kutub di Universitas Tasmania di Australia, mengatakan kepada para intelektual bahwa bentuk paling umum dari plastik yang dapat terurai di China adalah film, terutama didominasi oleh pengujian dan promosi film plastik yang dapat terurai.Di daerah perkotaan, paling banyak digunakan di supermarket, tas belanja dan kemasan makanan.

3

Plastik degradable, apakah benar-benar mudah terdegradasi?

Jika sampah plastik tidak dapat dikumpulkan dan tersebar secara efektif di lingkungan alam, maka akan menimbulkan dampak negatif yang sangat serius.Metode pengolahan umum sampah plastik yang dikumpulkan meliputi penimbunan, pembakaran, daur ulang dan degradasi.

TPA

TPA adalah metode pengolahan yang paling tidak ideal, yang tidak hanya mencemari lingkungan dan mengancam kesehatan masyarakat, tetapi juga melepaskan metana bersama dengan sampah organik lainnya setelah plastik biodegradable ditimbun.Kontribusi jumlah metana yang sama terhadap efek rumah kaca adalah 25 kali lipat dari karbon dioksida, memperburuk perubahan iklim.Karena kurangnya suhu, kelembaban dan kondisi lain yang diperlukan untuk degradasi plastik, hampir tidak ada perbedaan dalam "degradable" antara plastik biodegradable dan plastik non degradable di tempat pembuangan sampah.

Wang Jun, wakil presiden teknis cabang daur ulang plastik dari Asosiasi resin sintetis China, mengatakan kepada para intelektual, "bahkan jika diasumsikan bahwa plastik yang dapat terurai hanya perlu 20 tahun untuk terurai di alam, yang jauh lebih pendek daripada plastik yang tidak dapat terurai, namun, di 20 tahun ketika mereka belum sepenuhnya terdegradasi, kerusakan ekologi dan biologi alam tidak berbeda dengan plastik lainnya."

Membakar

Insinerasi untuk pembangkit listrik atau pemanas lebih baik daripada TPA, terutama mengingat nilai kalor plastik berbasis fosil lebih tinggi daripada batubara.Jika saja dari sisi pemanfaatan energi, pembakaran plastik bekas lebih efisien dibandingkan dengan pembakaran sumber energi tak terbarukan lainnya (batubara, minyak bumi dan gas alam).

Namun, tim peneliti Universitas Tongji menemukan plastik mikro sulit di terak insinerator].Penelitian memperkirakan bahwa 360000 ~ 102000 partikel plastik mikro dapat dihasilkan per ton sampah yang dimasukkan ke dalam insinerator.Dengan kata lain, bahkan pembakaran tidak dapat menyelesaikan masalah polusi plastik sekali dan untuk selamanya.Selain itu, dari segi sumber daya, pembakaran plastik juga sangat boros.Baik plastik yang tidak dapat terurai maupun plastik yang dapat terurai dipaksa untuk mempersingkat masa pakainya.Dibandingkan dengan mengubah menjadi plastik daur ulang melalui tautan daur ulang yang disebutkan di bawah, mereka kehilangan kemungkinan daur ulang.

Memperoleh kembali

Dibandingkan dengan pengolahan sumber daya yang sederhana dan kasar dengan pembakaran, daur ulang adalah solusi yang dianjurkan secara luas untuk limbah plastik.Plastik non degradable berbasis fosil (seperti PET) dapat didaur ulang dalam skala besar dan dimasukkan ke dalam produksi plastik atau produk tekstil.Chang Xinjie, wakil presiden bisnis ekonomi sirkular taolang group, penyedia solusi penyortiran dan daur ulang yang berbasis di Norwegia, mengatakan kepada para intelektual, "Daur ulang botol PET telah menjadi skala besar di China. Menurut perkiraan Tao Lang, tingkat pengumpulan telah mencapai 85% ; saat ini, plastik yang dapat terdegradasi sebagian besar digantikan oleh bahan dalam skenario aplikasi satu kali, tanpa mempertimbangkan pengumpulan dan daur ulang pasca-penggunaan, sehingga tidak selalu lebih baik daripada plastik daur ulang tradisional."

Chang Xinjie memperkenalkan bahwa saat ini, peralatan penyortiran optik dari banyak perusahaan pasca-pemrosesan dapat mengidentifikasi bahan yang dapat terurai secara hayati seperti PBAT dan PLA dari PP dan PE.Namun, masalahnya adalah banyak produk bukan bahan tunggal.Produsen yang berbeda dapat mencampur bahan yang berbeda seperti PLA, PBAT dan pati dalam produk mereka, dan proporsinya berbeda.Peralatan saat ini tidak dapat menjadi Identifikasi yang ditargetkan, yang membawa lebih banyak masalah pada penyortiran selanjutnya.

Chang Xinjie berkata: "Saat ini, jumlah plastik yang dapat terurai yang memasuki sistem daur ulang di China kecil, tetapi jika plastik yang dapat terurai banyak digunakan di masa depan, dan standar produk dan klasifikasi limbah front-end tidak ketat dan cukup baik, kemudian plastik yang dapat terdegradasi cenderung bercampur dengan plastik daur ulang dan bahkan mengganggu seluruh proses daur ulang."

Menurut prinsip yang sama, kemasan makanan kertas umum (seperti cangkir kertas sekali pakai) terdiri dari bahan komposit.Ada lapisan film plastik untuk tahan air dan tahan minyak.Jika tidak dapat dipisahkan secara efektif, kertas juga akan mempengaruhi daur ulang plastik.

Dalam praktiknya, plastik biodegradable setelah digunakan harus masuk ke saluran degradasi pendukung agar memiliki kesempatan untuk menyelesaikan misi degradasinya.Namun, Chang Xinjie mengungkapkan, saat ini fasilitas pendukung seperti itu masih sedikit di China.

4

Plastik yang dapat terdegradasi saat ini tidak dapat membentuk loop tertutup material

Wang Jun percaya bahwa plastik biodegradable sangat belum matang, atau konsep semu sebagian besar waktu.

Pasalnya, konsep "degradasi" di benak masyarakat berasal dari pengamatan alam.Misalnya, organisme seperti kayu dapat didegradasi secara sempurna oleh mikroorganisme yang ada secara alami untuk menjadi nutrisi organisme lain dan membentuk bahan loop tertutup.Saat ini, itu adalah "biodegradable" Polimer buatan seperti plastik adalah polimer poliester, yang membutuhkan kondisi hidrolisis khusus untuk langkah pertama degradasi kimia sebelum dapat dicerna oleh mikroorganisme.

“Ini berbeda dengan degradasi alami. Sebelum alam mengembangkan mikroorganisme dengan plastik sintetis sebagai sumber makanan langsung, plastik sintetis mengambil Jalan loop tertutup alami, yaitu membuang plastik ke alam untuk degradasi dan penyerapan bukanlah pendekatan yang bertanggung jawab terhadap lingkungan. ," kata Wang Jun.

Plastik terdegradasi yang dipelajari di laboratorium dapat menikmati suhu, kelembaban, dan populasi mikroba yang sesuai untuk membantu proses degradasi.Namun, untuk keluar dari laboratorium, plastik yang dapat terurai menghadapi "lintasan gunung" yang nyata -- klasifikasi, pengumpulan, dan perawatan -- semuanya terkait dan sangat diperlukan.

Saat ini, sistem klasifikasi sampah di kota-kota domestik tidak dapat mewujudkan penyimpanan dan pengangkutan plastik yang dapat terurai secara terpisah.Jika semua jenis plastik memasuki pabrik pembakaran dengan cara yang sama, konsumen akan kehilangan pentingnya perlindungan lingkungan dengan membayar harga tinggi untuk plastik biodegradable .

Dengan kata lain, dengan asumsi bahwa sistem pemisahan limbah diterapkan secara ketat, fasilitas degradasi back-end juga perlu memenuhi kondisi biodegradasi (oksigen umumnya diperlukan untuk degradasi yang efisien, suhu tinggi 50 dan kelembaban 55%) .Saat ini, sebagian besar fasilitas pencernaan anaerobik domestik untuk limbah dapur tidak dapat secara efektif memenuhi kebutuhan biodegradasi, seperti kekurangan oksigen.

Pengomposan adalah cara degradasi yang paling umum.

Akhirnya, poliester dapat diubah menjadi karbon dioksida, air, garam mineral dan biomassa melalui proses biologis, dan tidak ada zat beracun bagi lingkungan alam (air, tanah) atau hewan dan tumbuhan yang akan diproduksi.Menurut standar UE, di bawah kondisi pengomposan industri, bahan yang dapat dikomposkan harus benar-benar terurai oleh mikroorganisme yang ada secara alami dan memenuhi empat kondisi: (1) Bahan harus mengandung lebih dari 50% bahan organik, dan kandungan logam berat tidak melebihi standar;(2)Di bawah kondisi pengomposan, 90% bahan harus benar-benar terdegradasi dalam waktu enam bulan;(3)Dalam kondisi pengomposan, perlu dipecah menjadi ukuran yang tidak dapat dibedakan dengan mata telanjang dalam waktu 12 minggu.(4 )Produk kompos tidak berbahaya bagi pertumbuhan dan perkecambahan tanaman (dan cacing tanah).

Saat ini, sulit untuk memverifikasi keaslian apa yang disebut produk yang dapat dikomposkan, dan sistem pengomposan industri standar global jauh lebih sedikit daripada keluaran plastik semacam itu.Kemasan "hijau" dengan label yang dapat terdegradasi ini akan tetap mengalir ke lingkungan alami, seperti air atau tanah.

Wang Jun percaya bahwa "plastik yang dapat terdegradasi lebih mudah terfragmentasi daripada plastik biasa. Jika mereka memasuki lingkungan dalam skala besar, hampir tidak mungkin untuk dikumpulkan lagi, dan masalah polusi plastik akan lebih serius." perawatan back-end untuk sementara diabaikan, plastik degradable memiliki keterbatasan dalam tahap penggunaan. Wang Jun menjelaskan bahwa ketidakmatangan plastik degradable dibandingkan dengan bahan degradable alami adalah bahwa degradasi bahan alami memiliki mekanisme "switch"."Misalnya, daun tidak terdegradasi ketika berada di pohon, dan degradasi hanya terjadi setelah jatuh, yaitu setelah akhir siklus hidup."dia percaya bahwa plastik "biodegradable" tidak memiliki mekanisme ini, dan menghadapi "penggunaan" dan "Plastik yang dapat terdegradasi tidak tahan lama seperti plastik non-degradable tradisional, juga tidak dapat terdegradasi seperti semua bahan alami," kata Wang Jun.

Manusia telah hidup di bumi selama jutaan tahun, dan penggunaan serta mempopulerkan plastik baru terjadi pada abad terakhir.Sebelum plastik digunakan dalam skala besar, hubungan antara manusia dan kemasan produk tidak sama seperti sekarang.Makanan dengan umur simpan yang pendek sering dijual dalam jumlah besar di dekat asalnya;orang-orang membawa panci minyak dan karung beras mereka sendiri ke toko gandum dan minyak untuk membeli jatah;teh dan biskuit istimewa dengan umur simpan lebih lama dikemas dalam kotak logam yang indah, yang sebagian besar ditinggalkan oleh pemiliknya Kegunaan lain.

Plastik tidak diragukan lagi memberi kita banyak kemudahan, tetapi tidak semua kemasan plastik diperlukan.

"Plastik adalah produk manusia. Kita seharusnya tidak bergantung pada alam untuk menyelesaikan masalah yang disebabkan oleh manusia. Karena kita membuat plastik, kita harus berusaha sebaik mungkin untuk membuatnya membentuk lingkaran tertutup dan tetap berada dalam siklus sistem manusia, bukan daripada memasuki siklus sistem alami," kata Wang Jun.

5

Kebijakan berubah

Dengan meningkatnya tantangan plastik terdegradasi dalam praktiknya, pada tanggal 8 September 2021, Komisi Pembangunan dan Reformasi Nasional dan Kementerian Lingkungan Hidup mengeluarkan rencana aksi untuk pengendalian pencemaran plastik dalam rencana lima tahun ke-14 ("rencana") - meningkatkan seluruh rantai sistem pengendalian polusi plastik, mempromosikan pengurangan produksi dan penggunaan plastik pada sumbernya, dan mempromosikan pengganti plastik secara ilmiah dan mantap.

Dalam "skema", diusulkan untuk sepenuhnya mempertimbangkan sumber daya dan dampak lingkungan dari produk plastik terdegradasi di seluruh siklus hidup, mempelajari mekanisme dan dampak berbagai jenis plastik terdegradasi, dan secara ilmiah mengevaluasi keamanan lingkungan dan pengendaliannya.

Wang Wang, wakil presiden eksekutif cabang daur ulang plastik dan cabang PET daur ulang dari Asosiasi resin sintetis China, menganalisis para intelektual dan mengatakan bahwa "skema" ini menunjukkan sikap tingkat kebijakan terhadap plastik yang dapat terdegradasi, yaitu, dampak lingkungan siklus hidup penuh, degradasi mekanisme dan pengendalian keamanan dari plastik yang dapat terdegradasi tidak jelas, dan ada pengembangan yang tidak teratur dan perluasan kapasitas produksi yang buta, yang harus diperbaiki.

Misalnya, diusulkan dalam "rencana" bahwa industri plastik yang dapat terdegradasi harus berkembang dalam tata letak yang teratur dan rasional, bidang penerapannya perlu distandarisasi, dan kondisi degradasi serta metode pembuangan juga harus jelas.Sinyal kebijakan dapat dipahami sebagai: "tidak cocok untuk promosi skala besar dan penerapan plastik yang dapat terdegradasi saat ini", Wang Wang menyimpulkan.