Plastik terbiodegradasi boleh berasaskan bio atau berasaskan bahan api fosil. Jenis plastik baharu telah dihasilkan sejak beberapa tahun kebelakangan ini untuk menangani masalah pencemaran plastik, dengan cuba memendekkan masa yang diperlukan untuk merendahkannya, terutamanya dalam keadaan semula jadi. Walau bagaimanapun, tidak semua plastik terbiodegradasi semasa telah mencapai matlamat ini.
Definisi Plastik Terbiodegradasi
Plastik terbiodegradasi ialah plastik yang boleh terurai oleh tindakan mikrob untuk menghasilkan produk akhir semulajadi, seperti air dan karbon dioksida, dalam tempoh masa yang munasabah. Masa yang diperlukan untuk mereput sepenuhnya bergantung pada bahan, keadaan persekitaran seperti suhu dan kelembapan, dan lokasi penguraian mengikut Institut Produk Terbiodegradasi (BPI ms. 2).
Plastik kompos ialah plastik yang terbiodegradasi dengan cepat dan bertukar menjadi humus yang tidak tercemar oleh logam. Tidak semua plastik terbiodegradasi boleh menjadi kompos; hanya beberapa sahaja.
Bahan mesti memenuhi Spesifikasi ASTM D6400 atau D6868 untuk dipanggil biodegradasi dan kompos di darat, dan memenuhi spesifikasi ASTM D7081 untuk persekitaran marin. ASTM ialah kumpulan standard produk di seluruh dunia.
Plastik Polister Berasaskan Bio Yang Terbiodegradasi
Plastik yang berasal daripada tumbuhan dipanggil plastik berasaskan bio. Tidak semua ini boleh terbiodegradasi; contohnya terdapat botol PET berasaskan bio yang dibuat untuk tahan lama. Plastik berasaskan bio yang terbiodegradasi diperbuat daripada dua bahan: biojisim dan polister yang diperoleh daripada tumbuhan. Terdapat dua jenis polister berasaskan bio: asid polilaktida (PLA) dan polihidroksialkanoat (PHA).
Polyhydroxyalkanoate (PHA)
PHA dihasilkan secara semula jadi oleh bakteria dan tumbuhan Organisma Ubahsuai Genetik (GMO), tetapi terdapat rancangan untuk mencuba pengeluaran daripada sisa makanan. Polyhydroxybutyrate atau PHB juga merupakan sejenis PHA yang digunakan secara meluas. PHA adalah mahal untuk dibuat kerana hanya kuantiti terhad boleh dihasilkan daripada bakteria.
- Kegunaan:PHA digunakan sebagai pembalut makanan, cawan, pinggan, salutan untuk kertas dan kadbod, dan 'banyak kegunaan perubatan, termasuk jahitan, kain kasa dan salutan untuk ubat-ubatan' menurut laporan Pusat Kerjasama Industri dan Pendidikan (laporan CIEC). Ia boleh menggantikan kebanyakan jenis plastik berasaskan bahan api fosil utama yang digunakan pada masa ini, seperti PE, PS, PVC, dan PET menunjukkan Bio Based Press.
- Plastik kanji/selulosa campuran PHA: Sesetengah barangan plastik diperbuat sepenuhnya daripada PHA, seperti dalam kes botol air nota Bio Based Press. Walau bagaimanapun, memandangkan pengeluaran PHA adalah mahal, ia juga diadun dengan kanji dan selulosa untuk menjadikannya lebih menjimatkan. Ini mempunyai kelebihan tambahan untuk meningkatkan kadar penguraian menurut Jurnal Sains Sarjana Muda Dartmouth (DUJS).
- Biodegradasi: Ia boleh menjadi kompos sepenuhnya dalam persekitaran yang kaya dengan mikrob dan kulat, terutamanya tanah. Mikrob ini memecahkan PHA dengan bantuan enzim. Masa yang diperlukan untuk merosot bergantung kepada kepekatan mikrob dalam persekitaran.
- PHA mengambil masa dua bulan untuk mereput di halaman rumah, menurut Bio Based Press.
- Kadar penguraian jauh lebih perlahan di perairan marin di mana kurang daripada 50% dipecahkan selepas enam bulan menambah CalRecycle (ms 6). PHA lulus ujian ASTM D7081 dengan menunjukkan 30% penguraian dalam enam bulan (ms 7).
Asid Polilaktida (PLA)
DUJS menjelaskan bahawa PLA ialah termoplastik yang dibuat melalui penapaian oleh bakteria. PLA sebenarnya adalah rantai panjang banyak molekul asid laktik. Oleh kerana terdapat banyak cara yang murah untuk menghasilkan asid laktik, ini hanya perlu dipolimerkan atau dicantumkan. Oleh itu, PLA lebih murah daripada PHA. Walau bagaimanapun, PLA rapuh dan penggunaannya lebih terhad daripada PHA. Pengilang mengatasi masalah ini dengan memasukkan bahan tambahan atau polimer.
- Kegunaan: Ia dijadikan beg runcit, pembungkus makanan, botol, cawan dan pinggan. Oleh kerana ia terurai dengan baik dengan kehadiran asid, ia digunakan dalam beberapa aplikasi perubatan seperti jahitan dan plat perubatan, di mana ia larut selepas 90 hari mencatatkan laporan CIEC. Ia juga digunakan dalam pencetakan objek 3-D.
- PLA dan campuran polimer: PHA juga boleh diadun dengan polimer daripada sumber boleh diperbaharui untuk meningkatkan kualitinya mengikut DUJS.
- Biodegradasi: PLA tidak boleh dikompos dengan mudah di belakang rumah kerana suhu dan paras air yang diperlukan tidak tersedia dalam persekitaran ini.
- PLA boleh mengambil masa enam-12 bulan untuk merosot dalam tanah.
- PLA mengambil masa tiga hingga enam bulan untuk merosot dalam kemudahan komersial, kata World Centric.
- Apabila penguraian berlaku dengan kehadiran oksigen, hasil akhir ialah karbon dioksida dan air.
- Jika kemerosotan PLA berlaku di tapak pelupusan sampah tanpa oksigen, ia menghasilkan gas metana yang 20 kali lebih memudaratkan alam sekitar daripada titik karbon dioksida daripada pelepasan American Chemical Society (ms 2).
- PLA tidak lulus ujian ASTM D7081 kerana hanya 3% terurai di perairan marin selepas enam bulan mengikut CalRecycle (ms 7).
Memandangkan PLA tidak terurai dengan cepat dalam tanah atau air laut, ini boleh menjadi masalah apabila bersepah.
Plastik Biodegradasi Berasaskan Biojisim
Plastik berasaskan biojisim diperbuat daripada kanji dan selulosa yang diperoleh daripada sisa tanaman serta kayu daripada pokok.
Selulosa Asetat
Cellulose acetate (CA) ialah produk sintetik yang terhasil daripada selulosa yang terdapat dalam setiap bahagian tumbuhan. Selulosa kini digunakan daripada kapas, kayu, dan sisa tanaman mengikut penerbitan saintifik 2018. Ini boleh digunakan untuk membentuk plastik pepejal acuan, penapis rokok, salutan, filem fotografi dan penapis. Selofan ialah filem biodegradasi yang dihasilkan daripada selulosa. Terdapat penyelidikan baharu yang sedang dijalankan untuk mencari filem plastik baharu daripada sisa tanaman dan bahan kayu yang kalis air dan terbiodegradasi menurut Phys.org.
Biodegradability: Penyelidikan menunjukkan bahawa CA merosot dan berkurangan sebanyak 70% daripada beratnya selepas 18 bulan dalam alam semula jadi.
Kanji
Semakan 2017 mencatatkan kanji dirawat dengan haba, air dan peplastikan untuk menghasilkan termoplastik. Untuk meningkatkan kekuatannya, ia digabungkan dengan pengisi yang diperbuat daripada bahan lain. Sumber utama kanji adalah jagung, gandum, kentang, dan ubi kayu. Plastik ini digunakan dalam pembungkusan, beg, dan filem mulsa pertanian, pinggan mangkuk, pasu bunga, dan diacu untuk membuat pembungkusan dan barangan pengguna. Ia dilihat sebagai alternatif polistirena (PS) menurut Forum Pembungkusan Makanan. Kanji ditambah kepada plastik berasaskan bio dan konvensional untuk menjadikannya lebih nota terbiodegradasi laporan Phys 2017.
Biodegradability: Plastik berasaskan kanji boleh menjadi kompos atau hanya terbiodegradasi. Varian boleh kompos memerlukan 90 hari untuk merosot dalam kemudahan perindustrian, manakala yang boleh terbiodegradasi memerlukan 100 hari untuk 46% untuk merosot dan sehingga dua tahun untuk merosot sepenuhnya.
Plastik Terbiodegradasi Berasaskan Bahan Api Fosil
Menurut Panduan Bioplastik, terdapat beberapa plastik bahan api fosil baharu yang juga boleh terbiodegradasi. Yang paling biasa ialah Polybutylene succinate (PBS), Polycaprolactone (PCL), Polybutyrate adipate terephthalate (PBAT) dan Polyvinyl alcohol (PVOH/PVA).
- PBATadalah polimer yang dihasilkan daripada derivatif bahan api fosil dan kadangkala digunakan dalam kombinasi dengan kanji. Usaha sedang dijalankan untuk menghasilkan polimer ini daripada sumber yang boleh diperbaharui. Panduan bioplastik melihatnya sebagai pengganti LDPE dan HDPE. Ia digunakan untuk membuat beg sampah, filem pembalut, pembungkusan pakai buang dan pinggan mangkuk (cawan, pinggan mangkuk dll.). Ia bukan sahaja boleh terbiodegradasi tetapi juga boleh dikompos.
- PCL ialah polister sintetik yang digunakan untuk membuat beg kompos, dalam aplikasi perubatan (jahitan dan gentian), sebagai salutan permukaan, pelekat untuk kasut dan kulit, dan pengeras untuk kasut dan splin ortopedik. Plastik ini boleh diuraikan oleh yis. Lebih daripada 90% filem dan 40% buih yang diperbuat daripada bahan ini boleh rosak dalam masa 15 hari.
- PBS ialah resin yang dihasilkan daripada bahan api fosil atau boleh juga berasaskan bio mengikut Succinity (ms 1, 5). Ia boleh digabungkan dengan polimer atau gentian berasaskan bio lain seperti jut untuk meningkatkan kualitinya. PBS digunakan untuk membuat pembungkusan makanan, peralatan perkhidmatan, kepingan sungkupan pertanian, pasu tumbuhan, produk kebersihan seperti lampin dan pukat ikan.
- PVOH ialah resin yang boleh digunakan untuk membuat filem pembungkusan yang boleh menggantikan LDPE dan HDPE. Aplikasi pentingnya yang lain adalah sebagai salutan dan bahan tambahan untuk pengeluaran kertas dan papan mengikut Forum Pembungkusan Makanan.
Keempat-empat plastik berasaskan bahan api fosil terbiodegradasi dalam tempoh tiga bulan dalam pengkomposan industri, dalam satu tahun dalam pengkomposan belakang rumah dan dalam satu hingga dua tahun dalam tanah/ tapak pelupusan sampah mengikut InnProBio (ms. 4).
Kitar Semula dan Pengkomposan
Sifat-sifat plastik terbiodegradasi yang berbeza mesti diingat untuk merawatnya pada penghujung kitaran hayatnya, amaran Agensi Perlindungan Alam Sekitar (EPA).
- EPA menerangkan bahawa plastik terbiodegradasi tidak boleh ditambah ke tong sampah yang mengitar semula plastik konvensional kerana ia diperbuat daripada bahan yang berbeza. Ini benar untuk kedua-dua jenis berasaskan bio dan bahan api fosil.
- Walaupun plastik ditandakan sebagai terbiodegradasi dan boleh dikompos, kebanyakannya boleh merosot hanya dalam keadaan yang terdapat di kemudahan pengkomposan komersial; hubungi agensi kitar semula tempatan untuk mendapatkan maklumat mengenai loji kompos terdekat. Terdapat hanya 200 kemudahan sedemikian di A. S. pada 2017, jadi pusat jenis ini perlu ditingkatkan.
- Sahkan bahawa beg boleh kompos di rumah dengan mengikut arahan produk sebelum menambahkannya ke tong kompos.
- Pemulihan bahan daripada plastik biodegradasi tidak dapat dilakukan melalui kitar semula, kerana kekurangan kemudahan.
Pengasingan, pengumpulan dan degradasi yang cekap diperlukan untuk memanfaatkan plastik berasaskan bio dan boleh terbiodegradasi. Jika ketiadaannya, kebanyakan plastik terbiodegradasi berakhir di tapak pelupusan sampah.
Masa Depan Plastik Terbiodegradasi
Sifat terbiodegradasi plastik tidak dapat menyelesaikan masalah pencemaran plastik jika ia tidak dilupuskan dengan betul. Tingkah laku pengguna juga masih perlu untuk kekal fokus pada mengurangkan penggunaan atau mengitar semula plastik untuk mendapat manfaat daripada perubahan daripada plastik bahan api fosil konvensional kepada plastik terbiodegradasi.
