تحويل النفايات البلاستيكية إلى حلول صديقة للبيئة في مختبر ماساتشوستس
في مختبر في ولاية ماساتشوستس، يتم تحويل حبيبات صغيرة بحجم الحصى إلى أدوات مائدة وأفلام تغليف لا تترك وراءها ميكروبلاستيك في البيئة.
تُعتبر هذه الحبيبات من البلاستيك الحيوي، حيث تقوم شركة CJ Biomaterials بتخمير السكر لصنع بوليمرات نباتية تتغذى عليها الميكروبات. يُنظر إلى هذه البدائل للبلاستيك التقليدي المصنوع من الوقود الأحفوري كواحدة من الحلول العديدة اللازمة لمواجهة التلوث البلاستيكي العالمي.
في منشأة البحث في ووبورن، قام الفنيون مؤخرًا بصب الحبيبات في آلة تشكيل لصنع الشوك. كانت الشوك الناتجة رقيقة بما يكفي لتكون قابلة للتحلل في المنزل، على الرغم من أنها كانت مرنة جدًا لاستخدامها في تقطيع اللحم. كما تم إنتاج أفلام مرنة لتغليف الطعام، مثل الأكياس الخاصة بالجزر الصغير، والتي كانت قوية ولكنها ليست مرنة مثل أغلفة الطعام التقليدية.
تعمل الشركة على تحديد كيفية تحقيق منتجاتها من البوليمرات الحيوية لخصائص مشابهة للبلاستيك التقليدي، ولكن مع إمكانية التخلص منها بشكل آمن. الشوك والأفلام تتفكك في حاوية التحلل في المختبر، حيث اختفت الشفاطات التي أضيفت. كما أظهرت سكين تم التخلص منها حديثًا علامات تآكل على السطح نتيجة لتكاثر البكتيريا التي بدأت في استهلاك المادة.
تقول ليه فورد، مديرة التسويق في الشركة، إن الاهتمام بالبلاستيك الحيوي يتزايد بسبب القلق من الميكروبلاستيك. "لقد كنت أعمل في هذا المجال لفترة طويلة، وكانت قابلية التحلل دائمًا دافعًا قويًا. لكن مع الفهم المتزايد للميكروبلاستيك، أعتقد أن ذلك سيغير طريقة تفكير الناس حول المواد."
تستمر البلاستيكات التقليدية لعقود أو حتى قرون، حيث تتفتت إلى ميكروبلاستيكات ضارة. وقد تم العثور على الميكروبلاستيكات في المحيطات والهواء، وفي غذائنا ومياهنا، وفي مجموعة واسعة من أنسجة الجسم. بينما تقول إدارة ترامب، التي قامت بتقليص العديد من اللوائح البيئية، إنها ستعالج التلوث الناتج عن الميكروبلاستيك.
تُعتبر البلاستيكات الحيوية مصنوعة من موارد متجددة، مثل الذرة أو قصب السكر، أو قابلة للتحلل، مما يعني أنها تتفكك بالكامل عبر عملية طبيعية. كما يمكن أن تكون كلاهما، مثل البوليمرات التي تنتجها CJ Biomaterials، التي تعد رائدة في تصنيع البولي هيدروكسي ألكانات، أو PHAs، كبوليمر قابل للتحلل في البحر والتربة.
تسعى CJ Biomaterials إلى استبدال البلاستيك التقليدي الذي يُستخدم لمرة واحدة أو الذي لا يمكن إعادة تدويره عند تلوثه بفضلات الطعام. فالنفايات الغذائية المتحللة في مدافن النفايات تطلق غاز الميثان، وهو غاز دفيئة قوي يسخن الكوكب. يمكن إرسال حاوية مصنوعة من حبيبات CJ Biomaterials مع فضلات الطعام إلى حاوية التحلل، على عكس الحاويات البلاستيكية التقليدية.
تُظهر رفوف مختبر ووبورن نجاحات الشركة: أدوات مائدة قابلة للتحلل، شفاطات، أكواب مغطاة للمشروبات الساخنة، وأكياس طعام مجمدة مستخدمة في الولايات المتحدة، وصواني سوشي، وحاويات رامين، ومناشف ورقية قابلة لإعادة الاستخدام. يتناول موظفو المختبر الطعام باستخدام أدوات مائدة قابلة للتحلل، ويشربون من أكواب قابلة للتحلل، ويعدون القهوة باستخدام كبسولات قابلة للتحلل.
تقوم CJ Biomaterials بتغذية السكر للميكروبات التي تحولها إلى PHA للطاقة. تجمع الشركة الـ PHA وتحوله إلى حبيبات، تُباع بعد ذلك لشركات أخرى يمكنها إذابتها وتشكيلها في منتجات. هذه البكتيريا نفسها ستستهلك الـ PHA في حاوية التحلل، مما يؤدي إلى تفكيكها في غضون ستة أشهر، وفقًا لفورد.
تعتبر CJ Biomaterials جزءًا من مجموعة CJ الكورية الجنوبية التي تبلغ قيمتها 32 مليار دولار، وقد بدأت إنتاج الـ PHA في منشأة تصنيع في باسوروان، إندونيسيا، منذ عام 2022.
تعتبر مؤسسة الحياة البرية العالمية أن البلاستيكات الحيوية هي جزء من مجموعة من الحلول اللازمة. يمكن أن تقلل من اعتماد العالم على الوقود الأحفوري الذي يسبب تغير المناخ، وفقًا لإيرين سايمون، نائبة رئيس WWF. وتقول إن العالم بحاجة إلى تقليل كمية البلاستيك المنتجة، ثم جعل الباقي مستدامًا.
تحاول الدول مواجهة أزمة التلوث البلاستيكي المتزايدة من خلال صياغة معاهدة تاريخية. ومع ذلك، لم يتفقوا بعد على أي طرق فعالة لوقف التلوث البلاستيكي، على الرغم من أن المفاوضين يخططون للاجتماع مرة أخرى في أوائل العام المقبل.
عقد السيناتور الأمريكي جيف ميركلي جلسات استماع في الكونغرس حول التلوث البلاستيكي، بما في ذلك واحدة تستكشف البدائل للبلاستيكات ذات الاستخدام الواحد. كما يعتبر البلاستيك الحيوي خيارًا له إمكانيات، من بين العديد من الخيارات الأخرى اللازمة. لكنه أشار إلى أن هناك حاجة إلى مزيد من المعلومات حول كيفية تفككها وتأثيرها على النظم البيئية والصحة.
تجادل مجموعات البيئة، بما في ذلك التحالف العالمي لبدائل المحارق، بأن البلاستيكات الحيوية تحافظ على نموذج الاستخدام الواحد وتشتت الانتباه عن الحلول الحقيقية. ويقول البعض إن الأراضي الزراعية لا ينبغي استخدامها لزراعة المحاصيل البلاستيكية بدلاً من الغذاء.
على مستوى العالم، تمثل البلاستيكات الحيوية حوالي 0.5% من أكثر من 400 مليون طن متري من البلاستيك المنتج سنويًا، وفقًا لجمعية البلاستيك الحيوي الأوروبية. ومن المتوقع أن يتضاعف الإنتاج بحلول عام 2030 بسبب الطلب المتزايد وظهور تطبيقات ومنتجات أكثر تقدمًا.
تعتبر الصين والسويد والولايات المتحدة من المصدرين الرئيسيين للبوليمرات الطبيعية.
تجرب الملاعب الرياضية الكبيرة وسلاسل المطاعم الكبرى مثل ماكدونالدز استخدام التعبئة والتغليف والأدوات القائمة على البلاستيك الحيوي. تستخدم مخبز Tous les Jours، جزء من مجموعة CJ، الشفاطات المصنوعة من PHA.
ومع ذلك، هناك عقبات أمام التبني الواسع. عادةً ما تكون البلاستيكات الحيوية أغلى من البلاستيك التقليدي. تمتلك المدن الكبرى برامج تحلل بلدية، لكن هذه البرامج محدودة في أماكن أخرى. يقبل عدد متزايد من مرافق التحلل المنتجات البلاستيكية الحيوية القابلة للتحلل، على الرغم من أن البعض يرفضها بسبب القلق بشأن جودة التربة المتدهورة. ونظرًا لأن البلاستيكات الحيوية والبلاستيك التقليدي غالبًا ما تبدو وتشعر بأنها متطابقة، فإنها يمكن أن تختلط وتسبب مشاكل لمرافق التحلل.
على بعد ثلاثين دقيقة من مختبر ووبورن، تقبل Black Earth Compost المواد القابلة للتحلل المعتمدة. يوم الاثنين، تم خلط الأكواب القابلة للتحلل، والأدوات، وأكياس النفايات مع توصيل فضلات الطعام وقشور الكركند. يزيد قبول البلاستيكات الحيوية من كمية فضلات الطعام التي يتلقونها، حيث يمكن للناس وضع حاوية قابلة للتحلل بالكامل في حاوية المواد العضوية، بدلاً من كشط الطعام منها.
اختبرت مؤسسة 5 Gyres 22 عنصرًا مصنوعًا من البلاستيك التقليدي، والمواد الحيوية القابلة للتحلل، وبدائل أخرى مثل الورق والبامبو. تم وضع الشفاطات والأدوات والأفلام الرقيقة والزجاجات في بيئات مختلفة عبر فلوريدا وكاليفورنيا وماين. بحلول نهاية الدراسة التي استمرت 64 أسبوعًا، اختفت العديد من المواد القابلة للتحلل، أو كانت متآكلة ومشروخة أثناء تفتتها. بينما استمرت البلاستيكات التقليدية المعتمدة على الوقود الأحفوري.
قال ماركوس إريكسن، المؤسس المشارك للمعهد والباحث، إن الملعقة البلاستيكية الاصطناعية كانت تقريبًا كما كانت عندما وضعها في المحيط، ولكن لم يتبقى شيء من الملاعق المصنوعة من المواد القابلة للتحلل.
أصدرت المنظمة غير الربحية التي تتخذ من كاليفورنيا مقرًا لها النتائج في عام 2023. وهي تعيد حاليًا الدراسة لتقييم سيناريوهات نهاية الحياة للجيل الجديد من التعبئة والتغليف.
يعتقد إريكسن أنه يجب على الناس استخدام الخيارات القابلة للتحلل، خاصة للتعبئة والتغليف. وإلا، قال: "سنغمر النظام البيئي بأسره بالميكروبلاستيك والنانو بلاستيك."
