Uso de plástico, problemas e tendências de desenvolvimento futuro

De acordo com relatos da mídia, o estudioso marinho Charles Moore disse que apenas nós, humanos, podemos criar lixo que não pode ser digerido pela natureza. Relata-se que, em 1997, ele descobriu a zona de lixo marinho durante um levantamento do Oceano Pacífico, e esse lixo era composto principalmente por resíduos plásticos.

A maioria das pessoas pensa que o lixo marinho é geralmente um resíduo de produto plástico que entra no campo de visão. Esses materiais estão em toda parte. Nós, humanos, produzimos cerca de 300 milhões de toneladas de plástico a cada ano, e cerca de metade disso é usado apenas uma vez, o que significa que, após o uso, os produtos plásticos são descartados imediatamente. Normalmente, a maior parte do lixo plástico é transportada para aterros sanitários para tratamento, mas parte desse lixo é levada pelo vento, entrando nos rios e, eventualmente, fluindo para o oceano. De fato, uma média de cerca de 8 milhões de toneladas de poluentes plásticos entra no oceano a cada ano, envolvendo a vida marinha, poluindo recifes de coral e, eventualmente, sendo degradada pela água, vento e luz solar, decompondo-se em trilhões de pequenas partículas de plástico.

Para muitas espécies marinhas, as partículas de plástico parecem muito atraentes e se assemelham a alimento. Elas ingerem esses poluentes marinhos e, no final, morrem de fome devido à falta de nutrição. Eventualmente, esses poluentes são transportados para o corpo do animal, e os cientistas ainda continuam a explorar a influência biológica produzida pelo lixo marinho. O microplástico também pode causar danos aos humanos, pois os ingerimos ao comer frutos do mar ou até mesmo ao beber água. Em 2019, a Organização Mundial da Saúde pediu pesquisas aprofundadas para analisar o impacto potencial da poluição por microplásticos na saúde humana.

O fato que sustenta tudo isso é: de acordo com os ingredientes usados na fabricação do plástico, o plástico possui uma flexibilidade incrível e pode nunca sofrer uma degradação biológica verdadeira. Nos últimos anos, os cientistas esperam restaurá-lo efetivamente por meio de microrganismos na água e no solo, transformando-o em compostos que possam ser reutilizados na natureza. Considerando a poluição plástica no ambiente natural, um problema mais claro será formado, como o fato de que o lixo plástico descartável que entra no oceano pode não ser degradado por centenas de anos, o que representará uma séria ameaça ao ambiente marinho.

Como criamos essa crise persistente do plástico? A resposta está no processo de fabricação do plástico, mas, antes de tudo, o mais importante é entender que "plástico" não é apenas uma sacola de compras como imaginamos no mar. Atualmente, existe uma grande quantidade de fragmentos de lixo plástico no oceano, que chegam a poluir o ambiente subaquático.

O que é plástico?

Karl Ryder, químico da Universidade Heriot-Watt no Reino Unido, disse: "A palavra "plástico" geralmente abrange uma ampla gama de materiais não uniformes. Cada material tem aplicações diferentes e propriedades físicas distintas. Existem mais de 300 tipos". Relata-se que Ryder participou do projeto do Laboratório de Cooperação em Plásticos da Universidade Heriot-Watt para estudar e melhorar o desenvolvimento sustentável da indústria de plásticos.

Então, se o plástico é tão diferente, o que eles têm em comum? Eles são compostos de polímeros, e polímeros são moléculas que consistem em muitas unidades repetidas. Essa estrutura confere muitas propriedades ao plástico, como: geralmente flexibilidade, ductilidade e resistência. Além disso, o plástico é geralmente dividido em duas grandes classes: plástico biológico e plástico sintético. Os polímeros de plástico biológico vêm de amido de milho, óleo vegetal e fontes bacterianas. O plástico sintético é um polímero sintetizado com petróleo bruto e gás natural.

Embora o polímero de base biológica pareça muito amigável, eles não têm um bom histórico ambiental, pois podem continuar a existir no ambiente e não serem degradados. Nem todos os plásticos biodegradáveis são de base biológica. No entanto, o dano ambiental causado por materiais derivados de petróleo e gás natural é muito sério, porque esse tipo de plástico permanece por mais tempo no ambiente e, ao mesmo tempo, causa outros impactos ambientais.

Para entender as razões, vamos observar um exemplo de um plástico derivado de petróleo: colocar a garrafa de leite na geladeira para refrigeração. Essa garrafa de plástico inicia seu ciclo de vida. Na verdade, o petróleo bruto nas profundezas da terra é coletado em áreas de alta pressão dentro da crosta. Eles são transmitidos para a superfície da terra por meio de sondas de perfuração e dispositivos de bombeamento, e então transportados para a refinaria através de dutos. As substâncias densas do petróleo bruto são compostas por hidrocarbonetos. Os hidrocarbonetos são combinados por átomos de carbono e hidrogênio. Eles formam uma estrutura de cadeia de diferentes comprimentos e lhes conferem características diferentes. Esses hidrocarbonetos são as primeiras matérias-primas plásticas na terra.

Na refinaria, a produção de produtos plásticos realmente começa. O petróleo bruto, semelhante ao melaço, é aquecido no forno. De acordo com o número de átomos contidos nos hidrocarbonetos e o peso molecular gerado, eles são separados em tubos de destilação próximos. No tubo de destilação, os compostos de hidrocarbonetos longos e mais pesados são depositados no fundo, enquanto a estrutura molecular que possui compostos de carbono mais curtos e leves sobe para o topo, e o original é finalmente separado em várias substâncias químicas diferentes, como: petróleo, gasolina e parafina, cada uma das quais contém um composto de hidrocarboneto com peso e comprimento molecular semelhantes, um dos quais é o óleo de petróleo, que se tornará a principal matéria-prima para a fabricação de plásticos.

O petróleo é como pó de ouro na produção de plástico, porque os compostos de hidrocarbonetos contêm etileno e acrílico. Esses dois compostos são críticos para os produtos plásticos mais comuns. Para a fabricação de garrafas de leite, mas para criar substâncias que possam ser usadas para fazer plástico, o etileno e o acrílico devem primeiro decompor suas matérias-primas de hidrocarbonetos em unidades menores.

Existem diferentes métodos para fazer isso. Um método é usar alta temperatura e alta pressão em um ambiente com zero oxigênio. Esse processo é chamado de "craqueamento a vapor". monômero.

Paial Bachti, pesquisador de pós-doutorado da Universidade de Aston, focado em materiais poliméricos sustentáveis, disse: "O etileno pode ser extraído diretamente do óleo de nafta após o craqueamento térmico. O acrílico é uma matéria-prima importante para a fabricação de estruturas de material plástico."

Na próxima etapa, o estudo é realizado por meio de um processo chamado reação de polimerização. No processo, esses componentes monômeros separados são combinados quimicamente de uma nova maneira para produzir uma longa cadeia repetida. O etileno e o acrílico formam polietileno e polipropileno, que são os dois polímeros mais comuns e mais amplamente produzidos na Terra.

Então, por que esses dois polímeros são tão populares? A estrutura do polietileno pode ser usada para fazer plásticos de diferentes densidades, o que significa que ele pode ser frágil e flexível, ou uma substância sólida e resistente, por isso seu propósito é muito amplo. Além disso, a estrutura do polipropileno também possui flexibilidade e elasticidade únicas. Portanto, podemos ver muitos tipos de produtos plásticos todos os dias. O polipropileno é usado principalmente para criar produtos plásticos descartáveis, como: garrafas de leite, embalagens plásticas usadas na vida diária, canudos, garrafas de água, sacolas de compras, frascos de xampu, tampas de garrafa, etc.

No entanto, esses são apenas dois das dezenas de plásticos sintéticos. Outros tipos de hidrocarbonetos são separados e decompostos de diferentes fontes. Eles não vêm apenas do petróleo bruto, mas também do gás natural. Eles também são usados para fazer plásticos. Em alguns casos, o polímero pode ser composto por um único monômero, assim como o polietileno e o polipropileno que vemos, ou podem incluir várias combinações de tipos de monômeros.

Mais importante ainda, cada cadeia de polímero será processada de maneiras diferentes e misturada com vários aditivos, incluindo: antioxidantes, agentes espumantes, plastificantes, retardantes de chama, etc., para que tenham todos os tipos de funções ecológicas, tornando o plástico tão "universal".

Bachti disse: "Diferentes plásticos têm características diferentes. Tomemos as embalagens de alimentos como exemplo. Elas devem impedir que o excesso de oxigênio e a luz solar causem degradação. Portanto, contêm aditivos após as características do polímero, formando o plástico."

No final, essas cadeias da indústria de plásticos criaram a diversidade de produtos plásticos que temos hoje. Eles deram grandes contribuições para a produção e armazenamento de alimentos, cosméticos, pesquisa e desenvolvimento de tecnologia e cuidados médicos.

"Materiais Estranhos"

Agora vamos "avançar" para entender o processo de produção de produtos plásticos. O plástico sintetizado a partir de petróleo e gás natural consiste em separar os compostos de hidrocarbonetos e decompô-los em partes, e então reorganizar essas partes na natureza em uma nova forma. Simplificando, isso cria um "material estranho", que é desconhecido pelos microrganismos na água e no solo da Terra. Bachti explicou que a cadeia principal de carbono no plástico sintético não pode ser identificada pelas bactérias do solo, o que significa que elas não podem ser digeridas e convertidas em água e dióxido de carbono.

"Landiam disse: "Polímeros como o polietileno precisam de alguns séculos para se decompor em aterros sanitários, o que significa que muitas coisas que fabricamos em nossas vidas ainda permanecem próximas à forma original. Sob a influência do sol, da água e do vento, o plástico é gradualmente decomposto. Produtos plásticos derivados de petróleo e gás natural liberarão gases de efeito estufa e devolverão ao ambiente os produtos químicos adicionados durante o processo de produção. Precisamos prestar atenção especial à quantidade de poluição por plástico descartável. Além de sua destruição persistente do ambiente por centenas de anos, o desastre ambiental causado por produtos plásticos no futuro pode ser mais grave.""

No entanto, também existem maneiras de se livrar desse lixo plástico que se acumula em montanhas. Ledexia acredita que o plástico biodegradável é um dos focos da pesquisa futura. Esta pode ser uma solução potencial. Em outras palavras, fazer plástico biodegradável não significa necessariamente usar matérias-primas biológicas como amido de milho (embora isso possa fornecer uma solução), e mais especificamente, esse processo precisa ser usado para fazer plástico com polímeros. Esses polímeros podem ser razoável e efetivamente decompostos por microrganismos na água e no solo.

Se você quiser mudar completamente o impacto do plástico no ambiente da Terra, polímeros biológicos podem substituir o polietileno e o polipropileno derivados de petróleo, mas, ao mesmo tempo, é necessário manter a resistência e a flexibilidade dos polímeros tradicionais. É por isso que eles são tão populares, mas esta é uma tarefa difícil, porque os polímeros tradicionais ainda são competitivos no custo de fabricação, o que torna a tarefa mais complicada.

No entanto, nos últimos anos, algumas soluções biodegradáveis estão progredindo. Uma delas é o poliestireno, que pode ser usado para fazer itens descartáveis como copos, talheres e canudos. Uma vez que entra no ambiente de vida humano, ele pode sofrer biodegradação de forma mais eficaz. Acredita-se que, à medida que a demanda por produtos plásticos continua a aumentar globalmente, tais invenções podem aumentar gradualmente.

Existem também sinais positivos e otimistas em outras áreas. Em 2016, pesquisadores encontraram um tipo de bactéria que pode comer plástico, e depois outras pessoas descobriram vermes que podem comer polietileno. Além disso, encontraram enzimas que poderiam decompor o lixo plástico.

"Talvez nos próximos anos, obteremos a decomposição e digestão de plástico a partir dessas bactérias e vermes, e poderemos até decompor sacolas plásticas de polietileno para cultivar vermes maiores, que podem engolir nosso lixo plástico."

De qualquer forma, no processo de fabricação de plásticos, os humanos conseguiram obter matérias-primas da natureza e transformá-las completamente para que não pudessem ser digeridas. Este é o dilema causado pela engenhosidade e sabedoria humana. Agora esperamos mudar tudo isso por meio da pesquisa e desenvolvimento de novas tecnologias!

Todos os métodos acima para resolver os problemas do plástico precisam ser desenvolvidos ainda mais pela ciência e tecnologia, e existem problemas com certos obstáculos técnicos e custos muito altos antes do uso geral.

E a melhor maneira de resolver os problemas do plástico agora é a reciclagem. A utilização múltipla do plástico por meio de etapas como trituração e granulação de limpeza, que não apenas protege o meio ambiente, mas também reduz o custo do uso de plástico. É atualmente a maneira mais eficaz de resolver os problemas do plástico.