آموزشی, محیط زیست و سلامت

آیا زباله های پلاستیکی می توانند جایگزین زغال سنگ شوند؟

پلاستیک جایگزین زغال سنگ

با توجه به نیاز به تامین نیازهای روزافزون انرژی جهان، سیاست گزاران خواستار یک برنامه جامع سیاست انرژی هستند. بازیافت انرژی از زباله‌های پلاستیکی یکی از نمونه‌های رویکرد نوآورانه انرژی است که اخیرا توجه های زیادی را به خود جلب کرده است.

چند دلیل وجود دارد که پلاستیک به عنوان یک ماده آینده نگر برای تولید انرژی در نظر گرفته می‌شود. اولا، انرژی تجدیدپذیر کم هزینه را فراهم می‌کند و ثانیا، پیچیدگی و هزینه مرتبط با بازیافت پلاستیک بیشتر است. علاوه بر این، افزایش قیمت نفت خام، تامین کنندگان انرژی را وادار کرده است تا به دنبال موادی باشند که به وفور در دسترس هستند و می‌توانند بدون دردسر زیادی به انرژی کارآمد تبدیل شوند.

تبدیل زباله های پلاستیکی به سوخت ارزان قیمت

زباله های پلاستیکی

تخمین زده می‌شود که فقط ۱۱۴ میلیون تن زباله پلاستیکی می‌تواند انرژی تولید کند که برابر است با انرژی تولید شده توسط زغال سنگ ۲۳۷ میلیون تنی! ظهور زباله‌های پلاستیکی به عنوان منبع انرژی کم هزینه به طور قابل توجهی در سراسر جهان شتاب می‌گیرد.

پلاستیک‌ها دارای ارزش حرارتی بسیار بالایی هستند، تقریبا 40MJ/kg. دارای محتوای کربن و هیدروژن بالا و خاکستر کم است و این مقدار گرمایش معمولی در گاز طبیعی مشاهده می‌شود که مقدار گرمایش آن ۴۸ MJ/kg است. زغال سنگ دارای ارزش حرارتی حدود ۲۸ MJ/kg است در حالی که کاغذ و چوب دارای ۱۵-۱۶ MJ/kg هستند. این موضوع پلاستیک را به جایگزینی مناسب برای سوخت‌های فسیلی تبدیل می‌کند.

پیشرفت سریع در فناوری جدید برای زباله‌های پلاستیکی و پذیرش فزاینده چنین فناوری فرصت‌های بزرگی را برای بازار زباله‌های پلاستیکی ایجاد می‌کند. بازیافت انرژی از زباله‌های پلاستیکی در کارخانه‌های بازیافت و کوره‌های سیمان تحقق می‌یابد. همچنین برخی از تکنیک‌ها شامل احتراق همزمان زباله های پلاستیکی با استفاده از دیگ‌های بخار با سوخت پودر شده و دیگ‌های بستر می‌باشد. برخی از کشورها مانند ژاپن و آلمان از فرآیندهای متالورژیکی برای استخراج انرژی از پلاستیک استفاده می‌کنند.

از آنجایی که بازیافت پلاستیک دارای پیامدهای فنی، اقتصادی و زیست محیطی است. بازیابی انرژی روشی مناسب برای بهره گیری از ارزش زباله های پلاستیکی است. استفاده از انرژی زباله های پلاستیکی بسیار بهتر از بیهوده سوزاندن آن هاست. علاوه بر اینکه سوزاندن پلاستیک امر مناسبی در برخورد با زباله های پلاستیکی نیست. اگر در مورد چرایی آن کنجکاوید مقاله چرا سوزاندن پلاستیک ها مضر است؟ را بخوانید

زباله پلاستیکی می تواند از زغال سنگ به عنوان یک منبع انرژی قابل دوام پیشی بگیرد

این موضوع یک یافته هیجان‌انگیز است زیرا به این معنی است که زباله‌های پلاستیکی از انواع مناسب را می‌توان به‌طور دائمی از بین برد، به گونه‌ای که درآمد کافی ایجاد کند تا آن را از زغال سنگ ارزشمندتر کند. این بدان معنی است که در اصل، یک انگیزه اقتصادی برای جایگزینی استخراج زغال سنگ با فرآیندهای پلاستیکی زباله، با کاهش تولید CO2 وجود دارد.  با این حال، یک مشکل این است که در همان معیارهای انتشار CO2 و عملکرد در هر تن، زباله‌های پلاستیکی بدتر از گاز طبیعی عمل می‌کنند.

می‌توان استدلال کرد که سایر هزینه‌های استخراج و توزیع گاز طبیعی، همراه با نیاز فوری به حذف پلاستیک، بسیار بیشتر از این تفاوت در انتشار CO2 است. اما متأسفانه، ما در دنیایی زندگی می‌کنیم که معمولا چنین معیارهایی اهمیت بالاتری نسبت به  مواردی که برای اندازه‌گیری در نظر گرفته شده‌اند، دارند. بنابراین، انتشار CO2 بالا ممکن است غیرقابل تحمل تلقی شود، حتی اگر تأثیر کلی بر محیط‌ زیست مفید باشد.

پلاستیک و جایگزینی به عنوان منبع سوخت

زباله های پلاستیکی و تاثیر آن ها بر سلامتی

تاثیر پلاستیک بر سلامتی

ذرات میکروپلاستیک در همه جای زمین، از قله یک کوه دورافتاده قطب جنوب تا عمیق‌ترین قسمت اقیانوس، یافت شده است. هر مکان روی زمین با هوای قابل تنفس دارای ذرات میکروپلاستیک در آن هوا است. حتی نگران کننده‌تر، این ذرات در همه جای بدن ما، در تمام اندام‌های ما هستند و حتی آزادانه در خون ما گردش می‌کنند.

ما هنوز از میزان مشکلات سلامتی ناشی از این امر اطلاعی نداریم اما شواهدی مبنی بر ارتباط بین قرار گرفتن در معرض میکرو پلاستیک و مشکلات رایج سلامتی در حال ظهور است و این موضوع پس از یک قرار گرفتن در معرض نسبتا کوتاه است، فقط ده سال پیش، سطح میکروپلاستیک‌ها در محیط نیمی از آنچه بود که اکنون مشاهده می‌کنیم. اثرات طولانی مدت قرار گرفتن در معرض طولانی مدت در سطوح فعلی تضمین شده است که بسیار بدتر خواهد بود و همه افراد زنده امروزی در معرض خطر هستند.

 آن‌هایی که هنوز متولد نشده‌اند همچنان در معرض خطر بیشتری خواهند بود و هر کودکی که متولد می‌شود در بالاترین سطوح آلودگی میکروپلاستیک که تا به حال وجود داشته به دنیا می‌آید. زیرا غلظت میکروپلاستیک‌ها تنها در یک جهت به سمت بالا حرکت می‌کند.حتی اگر قرار بود آلودگی پلاستیکی به نحوی در سطوح فعلی متوقف شود، با افزایش مدت زمان قرار گرفتن در معرض آن، اثرات بهداشتی همچنان بدتر خواهد شد. توقف آلودگی پلاستیکی غیرممکن است. حتی اگر تمام تولید پلاستیک یک شبه متوقف شود، سطح زیست محیطی ذرات میکروپلاستیک به افزایش خود ادامه خواهد داد. برای اطلاعات بیشتر مقاله پلاستیک چه تاثیری بر سلامتی انسان و محیط زیست دارد؟ را بخوانید

هشت میلیارد تن پلاستیک و روند افزایشی آن!

بیش از ۸ میلیارد تن پلاستیک تا به امروز تولید شده است و تنها بخش کوچکی از آن وارد محیط زیست شده است. بیشترشان هنوز در حال استفاده اند و یا اینکه  در محل‌های دفن زباله هستند.

تحقیقات اخیر نشان داده است که محل‌های دفن زباله به طور مداوم ذرات میکروپلاستیک را به آب‌های زیرزمینی وارد می‌کنند. مشخص شده است که آتش‌سوزی در محل‌های دفن زباله بیش از آنچه ما فکر می‌کردیم رایج‌ است که منجر به احتراق نسبی پلاستیک در دمای پایین می‌شود که محصولات جانبی بسیار سمی تولید می‌کند. در طولانی مدت، هیچ محل دفن زباله‌ای از آب و هوای شدید، آتش سوزی، هجوم حیوانات، فعالیت‌های لرزه ای، یا اثرات دیگر در امان نیست.

زباله های پلاستیکی

پلاستیک‌ها مولکول‌هایی هستند که به‌طور قابل‌توجهی سرسخت اند و طول عمر آن‌ها قرن‌ها و یا بیشتر است. بازه زمانی به اندازه‌ای طولانی برای مشاهده ظهور و سقوط کل کشورها. به ندرت نقطه‌ای بر روی زمین وجود دارد که در ۵۰۰ سال گذشته آلوده به زباله های پلاستیکی نبوده باشد و دلیل کمی وجود دارد که باور کنیم ۵۰۰ سال آینده متفاوت خواهد بود.

به طور خلاصه، هر مولکول پلاستیکی که تولید می‌شود به احتمال زیاد راه خود را به محیط زیست پیدا می‌کند، مگر اینکه عمدا به طور کامل به چیز دیگری تبدیل شود. پلاستیکی که تاکنون وارد محیط زیست شده است صرفا نوک کوه یخ است. حتی اگر هر کارخانه پلاستیک امشب تعطیل شود، باز هم پتانسیل افزایش مقدار میکروپلاستیک در محیط با عواقب ناگفته‌ای برای سلامت و کیفیت زندگی همه گونه‌های روی زمین وجود خواهد داشت.

به عنوان مثال، استفاده از پلاستیک زباله برای ساخت جاده‌ها مفید نیست: ترکیب پلاستیک در سنگدانه‌های جاده، آن را برای پردازش بیشتر غیر قابل دسترس می‌کند. این بدان معنی است که به ناچار تبدیل به میکروپلاستیک می‌شود. برای مقابله با بحران زباله پلاستیکی، ما باید فراتر از اثرات آشکار کوتاه مدت آلودگی نگاه کنیم و بر سرنوشت نهایی مولکول‌های پلیمر تمرکز کنیم که به معنای اجتناب از اقدامات موقتی است که درنگاه اول امیدوارکننده به نظر می‌رسند.

پلاستیک از کجا آمده؟ و به کجا می رود؟

بودجه لازم برای تبدیل زباله های پلاستیکی

توجه عمومی و بودجه دولتی منابع محدودی به شمار می روند و هر دو تا حد زیادی وابسته به تغییرات هستند. این بدان معناست که مشکل انباشت زباله‌های پلاستیکی باید بدون تکیه بر فشارهای اجتماعی و سیاسی و بدون کم کردن اهمیت برجسته‌تر مبارزه با تغییرات آب و هوایی حل شود.

اگر بخواهیم مواردی مانند هوای قابل تنفس و آب آشامیدنی را در نظر بگیریم، نه تنها باید پلاستیک را به همان سرعتی که در حال تولید آن هستیم از بین ببریم بلکه باید سریعتر پیش برویم تا از آلودگی عظیم پلاستیکی که قبلا ایجاد کرده‌ایم کم کنیم. ما باید این کار را در غیاب حمایت گسترده مردمی انجام دهیم که در عمل به این معنی است که باید آن را به گونه‌ای انجام دهیم که سود داشته باشیم و همچنین باید بدون ایجاد انتشار بیشتر CO2 این کار را انجام دهیم.

مقایسه سوخت های فسیلی با پلاستیک ها

پلاستیک و زغال سنگ

خوشبختانه، این امر با تغییرات جزئی در فناوری موجود قابل دستیابی است. دانشمندان آفریقای جنوبی با مقایسه فرآیندهای تبدیل پلاستیک زباله به انرژی یا سوخت دریافتند که پتانسیل آن از زغال سنگ بیشتر است، هم از نظر بازده انرژی در هر تن و هم از نظر انتشار CO2. این محققان از روشی به نام هدف‌گیری فرآیند استفاده می‌کنند.

این رویکرد امکان مقایسه معتبر بین فناوری‌های جدید و فرآیندهای موجود را فراهم می‌کند که در حال حاضر نزدیک به محدودیت‌های عملکردی خود عمل می‌کنند. در این تحقیقات که به طور منطقی با تحقیقات موازی تایید شده است، فقط جریانی در نظر گرفته شده است. این بدان معنی است که اهداف با فناوری و تجهیزات فعلی در دسترس هستند، اگرچه کمی سرمایه‌گذاری در توسعه و بهینه‌سازی فرآیند چالش برانگیز است

زباله های پلاستیکی می توانند درآمدزایی داشته باشند

برای برآوردن نیازهای خود، باید اطمینان حاصل کنیم که این فرآیندهای استفاده از پلاستیک به طور خاص جایگزین فرآیندهای استفاده از زغال سنگ می‌شوند. به طور کلی، بیشترین میزان انباشت پلاستیک در کشورهای جهان اول است که در آن گاز تا حد زیادی زغال سنگ را حذف کرده است. اما بسیاری از کشورهای در حال توسعه هنوز از زغال سنگ در مقادیر زیادی چه برای تولید برق و چه برای فرآیندهای متالورژی استفاده می‌کنند. به منظور جایگزینی زغال‌سنگ با پلاستیک در مقیاس کافی، ما به حمل و نقل ایمن پلاستیک‌های زباله مناسب از کشورهای توسعه‌یافته به کشورهای در حال توسعه نیاز داریم تا زغال‌سنگ را در جایی که هنوز استفاده می‌شود، جابجا کنیم. اما مقررات بین المللی عمدتا این موضوع را ممنوع می‌کند.

پسماند های خطرناک

جابجایی پسماندهای خطرناک که پلاستیک به طور گسترده جزو آن تلقی می‌شود، توسط کنوانسیون بازل کنترل می‌شود. این معاهده بین‌المللی از سال ۱۹۹۲ لازم‌الاجرا بوده و تنها به استثنای یک استثناء قابل توجه، توسط ۱۹۹ طرف به تصویب رسیده است. ایالات متحده این کنوانسیون را امضا کرده اما تصویب نکرده است و تمایل دارد به دستورات آن پایبند باشد. بنابراین کنوانسیون بازل به عنوان یکی از جهانی‌ترین و مؤثرترین منابع حقوق بین الملل در حال حاضر در حال اجرا است.

در سال ۲۰۱۹ ضمیمه IX کنوانسیون برای تنظیم مواد زائد پلاستیکی با فهرست کوتاهی از استثناها اصلاح شد. این اصلاحیه بیان می‌کند که پلاستیک زباله اگر از ترکیبی از پلی پروپیلن (PP)، پلی اتیلن (PE) و پلی اتیلن ترفتالات (PET) تشکیل شده باشد، غیرخطرناک تلقی می‌شود. محصولات ساپل با استفاده از این مواد یعنی پلی اتیلن و پلی پروپیلن ساخته می شود:

در حالی که بازیافت مکانیکی مخلوط پلاستیک‌ها را تحمل نمی‌کند، تبدیل ترموشیمیایی می‌تواند تقریبا هر ترکیبی از پلاستیک مناسب را انجام دهد و نیاز به فرآیندهای پرهزینه و ناخوشایند طبقه‌بندی را از بین ببرد.

مخلوط زیست توده و پلاستیک یکی دیگر از مواد اولیه امیدوارکننده است که طبق قوانین فعلی ممنوع است. بسته‌بندی‌های پلاستیکی آلوده به مواد غذایی تنها رایج‌ترین نوع زباله‌های خانگی است و تمیز کردن بسته‌بندی‌های پلاستیکی از باقیمانده‌ها فرآیندی پر مصرف آب است و بنابراین بسیاری از پلاستیک‌ها به جای پردازش، دور ریخته می‌شوند زیرا هزینه‌های تمیز کردن بیش از حد است.

با فرآیندهای ترموشیمیایی، این مرحله غیر ضروری است. زیست توده خود یک ماده انرژی قابل دوام برای تبدیل حرارتی است، بنابراین حضور آن به سادگی به مقدار انرژی موجود می‌افزاید. علاوه بر این، مطالعات اخیر نشان داده‌اند که ترکیب پلاستیک و زیست توده عملکردی فراتر از مجموع آنچه که می‌توان با استفاده از این دو ماده اولیه به طور جداگانه به دست آورد، بهبود می‌بخشد. بنابراین، در نظر نگرفتن مخلوط‌های پلاستیک و ترکیبی از پلاستیک و زیست توده، مزایای اقتصادی و زیست‌محیطی فراوان دارد.

بازیافت پلاستیک را از بین نمی برد

به طور خلاصه، کنوانسیون بازل در حال حاضر از حمل و نقل بیشتر مواد اولیه قابل استفاده برای این فرآیندها جلوگیری می‌کند و محدودیت‌های جداسازی شدید و غیر ضروری را بر تعداد انگشت شماری از مواد اولیه باقیمانده اعمال می‌کند.

دلیل این امر این است که مقررات صرفا با در نظر گرفتن بازیافت تدوین شده است. البته بازیافت جزء لاینفک هر طرحی برای محدود کردن تولید زباله‌های پلاستیکی است زیرا تقاضا برای پلاستیک جدید و در نتیجه میزان تولید پلاستیک را کاهش می‌دهد اما تا یک راه حل کامل فاصله دارد. بازیافت به طور دائمی مولکول‌های پلیمر را از بین نمی‌برد و هر چرخه بازیافت زنجیره‌های پلیمری تشکیل‌دهنده پلاستیک را کوتاه می‌کند و آن را به سرنوشت نهایی خود یعنی تبدیل شدن به انبوهی از ریزذرات در گردش نزدیک‌تر می‌کند. به عبارت دیگر، بازیافت طول عمر پلاستیک را افزایش می‌دهد اما جایی که در نهایت به پایان می‌رسد، تغییر نمی‌کند.

بازیافت پلاستیک

برای اطلاعات تکمیلی بیشتر می توانید مقاله 7 نکته مهم که در مورد پلاستیک و بازیافت آن نمی دانستید را مشاهده بفرمایید.

قانون بین‌الملل است که سرنوشت نهایی مولکول‌های پلاستیکی زباله را هنگام خروج از این اقتصاد دایره‌وار تنظیم کند. این موضوع را می‌توان با پذیرفتن زباله‌های پلاستیکی به عنوان یک منبع انرژی بالقوه ارزشمند و تنظیم آن به بهترین نحو به دست آورد. این به معنای اطمینان از این است که مواد اولیه قابل دوام را می‌توان به راحتی و از نظر اقتصادی به کشورهایی داد و ستد کرد که می‌توانند بیشترین سود را از استفاده از آن‌ها ببرند که همچنین بیشترین سود را برای محیط زیست خواهد داشت.

همچنین اگر با مقررات مناسب اطمینان حاصل شود که مواد اولیه پلاستیکی توسط مواد نامناسب یا مشکل ساز مانند پلی وینیل کلراید (PVC) آلوده نمی‌شوند که برخی از ترکیبات کلر را تولید می‌کند و برای تجهیزات و خطوط لوله نامناسب هستند. بنابراین، تولید مواد اولیه پلاستیکی، مفید خواهد بود.

برخی از مسیرهای فرآیند موجود هنوز هم می‌توانند مقادیر قابل‌توجهی PVC را مدیریت کنند، بنابراین لزوما یک آلاینده کشنده نیست، اما ما باید فرآیندهایی را حول یک ماده اولیه ثابت طراحی کنیم، بنابراین برخی مقررات به خوبی ساخته شده کمک بزرگی خواهد بود. با این حال، عمدتا ما فقط به قوانین بین‌المللی نیاز داریم که بهترین راه‌حل‌ها را برای مشکلات بشریت وضع کنند و در عین حال منبع انرژی ارزشمند را از کشورهای در حال توسعه دریغ نکنند. بهتر است از قطعاتی که با پلاستیک های قابل بازیافت ساخته می شوند استفاده شود.

پلاستیک تهدیدی در مقیاس تغییرات آب و هوایی است

نفوذ میکروپلاستیک‌ها به محیط و بدن ما، یک تهدید ترسناک و دائمی است که با تغییرات آب و هوایی قابل مقایسه است. CO2، حداقل سمی نیست. حتی در بالاترین غلظت، به طور قابل تصوری می‌تواند به جو برسد، همه گونه‌ها می‌توانند آن را تنفس می‌کنند. همچنین توسط فراوان‌ترین شکل‌های حیات روی این سیاره متابولیزه می‌شود، به این معنی که غلظت آن تا حدی محدود می‌شود، زیرا افزایش تجمع زیست توده ناشی از CO2 سطح آن را کاهش می‌دهد و سطوح بالاتر CO2 باعث تحریک سریع‌تر گیاهان می‌شود.

آلودگی پلاستیکی جهان

CO2 ذاتا برای محیط زیست مضر نیست بلکه محیط را تغییر می‌دهد. طبق تعریف، ما با تغییرات سازگار نیستیم زیرا به خوبی با وضعیت فعلی محیط سازگار شده ایم. حیوانات و گیاهان نسبت به ما ظرفیت کمتری برای سازگاری دارند، بنابراین باز هم طبق تعریف، بدتر از ما تحت تأثیر قرار خواهند گرفت. مشکل تغییرات آب و هوایی به سادگی این است که سرعت تغییرات آن از سرعتی فراتر می‌رود که ما و سایر گونه‌هایی که جو خود را با آن‌ها اشتراک می‌گذاریم، قادر به سازگاری راحت هستیم.

از سوی دیگر، پلاستیک به طور واضح وحشتناک است. این موضوع به هیچ وجه با سرعت معنی داری متابولیزه نمی‌شود و بنابراین سطح آن فقط با سرعتی محدود می‌شود که ما می‌توانیم آن را تولید کنیم. این درست است که برخی از میکروارگانیسم‌ها در شرایط محدود پلاستیک را می‌خورند اما این اتفاق بسیار بسیار آهسته رخ می‌دهد.

وضعیت مشابهی قبلا در تاریخ زمین رخ داده است. هنگامی که گیاهان درخت مانند برای اولین بار توانایی تولید لیگنین را پیدا کردند، هیچ موجودی قادر به متابولیزه کردن آن نبود و زیست توده آن گیاهان را تا حدودی شبیه پلاستیک کرد، زیرا آن‌ها کم و بیش به طور نامحدود باقی می‌مانند. این منجر به دوره‌ای در تاریخ زمین‌شناسی به نام کربونیفر شد که در آن مواد گیاهی غیرقابل هضم به حدی انباشته شدند که زغال سنگی را  نهایتا به وجود آوردند که هنوز هم امروزه وجود دارد. میکروارگانیسم‌ها در نهایت توانایی تجزیه لیگنین و متابولیسم محصولات را پیدا کردند و به کربونیفر پایان دادند اما خبر بد این است که ۶۰ میلیون سال طول کشید.

مطالعه بیشتر : روش های خلاقانه برای بازیافت و استفاده مجدد از بطری های پلاستیکی

دیدن همه‌ی مطالب مجله

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.