Utilisation du plastique, problèmes et tendances de développement futur

Selon des reportages médiatiques, le chercheur spécialisé dans le milieu marin Charles Moore a déclaré que nous sommes les seuls humains capables de créer des déchets que la nature ne peut pas digérer. Il est rapporté qu'en 1997, il a découvert la zone de déchets marins lors d'une étude de l'océan Pacifique, et que ces déchets étaient principalement constitués de plastique.

La plupart des gens pensent que les déchets marins sont généralement des déchets de produits en plastique qui entrent dans leur champ de vision. Ces matériaux sont partout. Nous, les humains, produisons environ 300 millions de tonnes de plastique chaque année, et environ la moitié est utilisée une seule fois, ce qui signifie que les gens ont fini de les utiliser. Les produits en plastique sont jetés immédiatement. Habituellement, la plupart des déchets plastiques sont transportés vers des décharges pour traitement, mais certains de ces déchets sont emportés par le vent, finissent dans les rivières et finissent par se déverser dans l'océan. En fait, une moyenne d'environ 8 millions de tonnes de polluants plastiques pénètre dans l'océan chaque année, s'enroulant autour de la vie marine, polluant les récifs coralliens, pour finalement être dégradés par l'eau, le vent et la lumière du soleil, et décomposés en des billions de petites particules de plastique.

Pour de nombreuses espèces marines, les particules de plastique semblent très attrayantes et ressemblent à de la nourriture. Elles mangent les polluants marins. Finalement, elles meurent de faim par manque de nutrition. Ces polluants sont transportés dans le corps de l'animal, et les scientifiques continuent d'explorer l'influence biologique produite par les déchets marins. Les microplastiques peuvent également nuire aux humains, car nous les ingérons en mangeant des fruits de mer ou même en buvant de l'eau. En 2019, l'Organisation mondiale de la santé a appelé à des recherches approfondies pour analyser l'impact potentiel de la pollution par les microplastiques sur la santé humaine.

Le fait qui soutient tout cela est le suivant : selon les ingrédients utilisés pour fabriquer le plastique, celui-ci possède une flexibilité incroyable et pourrait ne jamais se dégrader biologiquement. Ces dernières années, les scientifiques espèrent le restaurer efficacement grâce à des micro-organismes présents dans l'eau et le sol, afin de le transformer en composés pouvant être réutilisés dans la nature. Compte tenu de la pollution plastique dans l'environnement naturel, un problème plus clair se pose : les déchets plastiques jetables qui pénètrent dans l'océan peuvent ne pas être dégradés pendant des centaines d'années, ce qui constituera une menace sérieuse pour l'environnement marin.

Comment créons-nous cette crise persistante du plastique ? La réponse réside dans le processus de fabrication du plastique, mais tout d'abord, le plus important est de comprendre que le " plastique " n'est pas seulement un sac de courses que nous imaginons dans l'eau de mer. À l'heure actuelle, il existe une grande quantité de fragments de déchets plastiques dans l'océan, qui polluent même l'environnement sous-marin.

Qu'est-ce que le plastique ?

Karl Ryder, chimiste à l'Université Heriot-Watt au Royaume-Uni, a déclaré : " Le mot " plastique " couvre généralement un large éventail de matériaux non uniformes. Chaque matériau a des applications différentes et possède des propriétés physiques différentes. Il en existe plus de 300 types. " Il est rapporté que Ryder a participé au projet du laboratoire de coopération sur le plastique de l'Université Heriot-Watt pour étudier et améliorer le développement durable de l'industrie du plastique.

Alors, si le plastique est si différent, qu'ont-ils en commun ? Ils sont composés de polymères, et les polymères sont des molécules constituées de nombreuses unités répétitives. Cette structure confère au plastique de nombreuses propriétés, telles que : généralement la flexibilité, la ductilité et la résistance. De plus, le plastique est généralement divisé en deux grandes catégories : le plastique biologique et le plastique synthétique. Les polymères plastiques biologiques proviennent de l'amidon de maïs, de l'huile végétale et de sources bactériennes. Le plastique synthétique est un polymère synthétisé à partir de pétrole brut et de gaz naturel.

Bien que les polymères à base biologique semblent très respectueux de l'environnement, ils n'ont pas un bon bilan environnemental, car ils peuvent continuer à exister dans l'environnement et ne pas être dégradés. Le polymère, ce ne sont pas tous les plastiques biodégradables qui sont à base biologique. Cependant, les dommages environnementaux causés par les matériaux dérivés du pétrole et du gaz naturel sont très graves, car ce type de plastique a une durée de vie plus longue dans l'environnement, tout en causant d'autres impacts environnementaux.

Afin d'en comprendre les raisons, observons un exemple de plastique dérivé du pétrole : mettre la bouteille de lait au réfrigérateur pour la réfrigération. Cette bouteille en plastique commence son cycle de vie. En fait, le pétrole brut profondément enfoui dans la terre est rassemblé dans des zones à haute pression à l'intérieur de la croûte terrestre. Il est transmis à la surface de la terre par des sondes de forage et des dispositifs de pompage, puis transporté vers la raffinerie par pipeline. Les substances denses du pétrole brut sont composées d'hydrocarbures. Les hydrocarbures sont combinés par des atomes de carbone et d'hydrogène. Ils forment une structure en chaîne de différentes longueurs et leur confèrent des caractéristiques différentes. Ces hydrocarbures sont les premières matières premières plastiques sur terre.

Dans la raffinerie, la production de produits en plastique a vraiment commencé. Le pétrole brut, semblable à de la mélasse, est chauffé sur le poêle. Selon le nombre d'atomes contenus dans les hydrocarbures et le poids moléculaire généré, ils sont séparés dans des tuyaux de distillation à proximité. Dans le tuyau de distillation, les composés hydrocarbonés longs et plus lourds se déposent au fond, tandis que la structure moléculaire des composés hydrocarbonés plus courts et plus légers monte vers le sommet, et l'original est finalement séparé en plusieurs produits chimiques différents, tels que : le pétrole, l'essence et la paraffine, chacun contenant un composé hydrocarboné de poids et de longueur moléculaire similaires, dont l'un est l'huile de pétrole, qui deviendra la principale matière première pour la fabrication des plastiques.

Le pétrole est comme de la poudre d'or dans la production de plastique, car les composés hydrocarbonés contiennent de l'éthylène et de l'acrylique. Ces deux composés sont essentiels aux produits en plastique les plus courants. Pour la fabrication de bouteilles de lait en plastique, mais afin de créer des substances pouvant être utilisées pour fabriquer du plastique, l'éthylène et l'acrylique doivent d'abord décomposer leurs matières premières hydrocarbonées en unités plus petites.

Il existe différentes méthodes pour y parvenir. Une méthode consiste à utiliser une température et une pression élevées dans un environnement sans oxygène. Ce processus est appelé " vapocraquage ". monomère.

Paial Bachti, chercheur postdoctoral à l'Université d'Aston, spécialisé dans les matériaux polymères durables, a déclaré : " L'éthylène peut être extrait directement du naphta après craquage thermique. L'acrylique est une matière première importante pour la fabrication de structures en matière plastique. "

À l'étape suivante, l'étude est menée par un processus appelé réaction de polymérisation. Au cours de ce processus, ces composants monomères séparés sont combinés chimiquement d'une nouvelle manière pour produire une longue chaîne répétitive. L'éthylène et l'acrylique forment du polyéthylène et du polypropylène, qui sont les deux polymères les plus courants et les plus largement produits sur terre.

Alors pourquoi ces deux polymères sont-ils si populaires ? La structure du polyéthylène peut être utilisée pour fabriquer des plastiques de différentes densités, ce qui signifie qu'il peut être fragile et flexible, ou être une substance solide et résistante, son utilisation est donc très large. De plus, la structure du polypropylène possède également une flexibilité et une élasticité uniques. Par conséquent, nous pouvons voir de nombreux types de produits en plastique chaque jour. Le polypropylène est principalement utilisé pour créer des produits en plastique jetables, tels que : bouteilles de lait, emballages plastiques utilisés dans la vie quotidienne, pailles, bouteilles d'eau, sacs de courses, bouteilles de shampoing, bouchons de bouteilles, etc.

Cependant, ce ne sont que deux des dizaines de plastiques synthétiques. D'autres types d'hydrocarbures sont séparés et décomposés à partir de différentes sources. Ils ne proviennent pas seulement du pétrole brut, mais aussi du gaz naturel. Ils sont également utilisés pour fabriquer des plastiques. Dans certains cas, le polymère peut être composé d'un seul monomère, tout comme le polyéthylène et le polypropylène que nous voyons, ou ils peuvent inclure plusieurs types de combinaisons de monomères.

Plus important encore, chaque chaîne polymère sera traitée de différentes manières et mélangée à divers additifs, notamment : antioxydants, agents moussants, plastifiants, retardateurs de flamme, etc., afin qu'ils aient toutes sortes de fonctions écologiques, rendant le plastique si " universel ".

Bachti a déclaré : " Différents plastiques ont des caractéristiques différentes. Prenons l'exemple des emballages alimentaires. Ils doivent empêcher une dégradation excessive par l'oxygène et la lumière du soleil. Par conséquent, ils contiennent des additifs après les caractéristiques du polymère, la formation de plastique. "

En fin de compte, ces chaînes industrielles du plastique ont créé la diversité des produits en plastique que nous avons aujourd'hui. Ils ont grandement contribué à la production et au stockage des aliments, aux cosmétiques, à la recherche et au développement technologiques et aux soins médicaux.

" Matériaux étrangers "

Maintenant, " avançons rapidement " pour comprendre le processus de production des produits en plastique. Le plastique synthétisé à partir de pétrole et de gaz naturel consiste à séparer les composés hydrocarbonés et à les décomposer en une partie d'entre eux, puis à réorganiser ces parties dans la nature. Nouvelle forme. Pour le dire simplement, cela crée un " matériau externe ", qui est inconnu des micro-organismes dans l'eau et le sol de la terre. Bachti a expliqué que la chaîne principale de carbone dans le plastique synthétique ne peut pas être identifiée par les bactéries du sol, ce qui signifie qu'elles ne peuvent pas être digérées et converties en eau et en dioxyde de carbone.

" Landiam a déclaré " : " Le polyéthylène, tel que le polyéthylène, a besoin de quelques siècles pour se décomposer dans les décharges, ce qui signifie que beaucoup de choses que nous avons fabriquées dans nos vies restent proches de leur forme originale. Sous l'influence du soleil, de l'eau et du vent, le plastique est progressivement décomposé. Les produits en plastique dérivés du pétrole et du gaz naturel libéreront des gaz à effet de serre et renverront les produits chimiques ajoutés pendant le processus de production dans l'environnement. Nous devons porter une attention particulière à la quantité de pollution plastique jetable. En plus de sa destruction persistante de l'environnement pendant des centaines d'années, la catastrophe environnementale causée par les produits en plastique à l'avenir pourrait être plus grave. »

Cependant, il existe également des moyens de se débarrasser de ces déchets plastiques qui s'accumulent en montagnes. Ledexia estime que le plastique biodégradable est l'un des axes de recherche futurs. Cela pourrait être une solution potentielle. En d'autres termes, fabriquer du plastique biodégradable ne signifie pas nécessairement l'utiliser. Des matières premières biologiques telles que l'amidon de maïs sont produites (bien que cela puisse fournir une solution), et plus spécifiquement, ce processus doit être utilisé pour fabriquer du plastique avec des polymères. Ces polymères peuvent être raisonnablement et efficacement décomposés par des micro-organismes dans l'eau et le sol.

Si vous voulez changer complètement l'impact du plastique sur l'environnement terrestre, les polymères biologiques peuvent remplacer le polyéthylène et le polypropylène huileux, mais en même temps, il est nécessaire de maintenir la résistance et la flexibilité des polymères traditionnels. C'est pourquoi ils sont si populaires, mais c'est une tâche difficile, car les polymères traditionnels restent compétitifs en termes de coûts de fabrication, ce qui rend la tâche plus délicate.

Cependant, ces dernières années, certaines solutions biodégradables progressent. L'une d'elles est le polystyrène, qui peut être utilisé pour fabriquer des articles jetables tels que des tasses, de la vaisselle et des pailles. Une fois qu'il pénètre dans l'environnement de vie humain, il peut être plus efficacement biodégradé. On pense qu'à mesure que la demande de produits en plastique continue d'augmenter à l'échelle mondiale, de telles inventions pourraient progressivement se multiplier.

Il existe également des signes positifs et optimistes dans d'autres domaines. En 2016, des chercheurs ont découvert une sorte de bactérie capable de manger du plastique, puis d'autres ont découvert des vers capables de manger du polyéthylène. De plus, ils ont également découvert des enzymes capables de décomposer les déchets plastiques.

" Peut-être que dans les prochaines années, nous obtiendrons la décomposition et la digestion du plastique à partir de ces bactéries et vers, et nous pourrons même décomposer les sacs en plastique en polyéthylène pour cultiver de plus gros vers, qui pourront avaler nos déchets plastiques. "

Quoi qu'il en soit, dans le processus de fabrication des plastiques, les humains ont réussi à obtenir des matières premières de la nature et à les transformer complètement afin qu'ils ne puissent pas les digérer. C'est le dilemme causé par l'ingéniosité et la sagesse humaines. Maintenant, nous espérons changer tout cela grâce à la recherche et au développement de nouvelles technologies !

Toutes les méthodes ci-dessus pour résoudre les problèmes de plastique doivent être développées davantage par la science et la technologie, et il existe des problèmes avec certains obstacles techniques et des coûts trop élevés avant une utilisation générale.

Et la meilleure façon de résoudre les problèmes de plastique maintenant est le recyclage. L'utilisation multiple du plastique par des étapes telles que le broyage et le nettoyage des granulés, non seulement protège l'environnement, mais réduit également le coût de l'utilisation du plastique. C'est actuellement le moyen le plus efficace de résoudre les problèmes de plastique.