Bakalit 1907'de ilk sentetik plastik olarak ortaya çıktığından beri (elektrik yalıtkanı olarak kullanılıyordu) bu hafif, güçlü ve kalıplanabilir malzeme sınıfı modern dünyanın oluşmasına yardımcı oldu. Plastikler, ürün tasarımı ve imalatında temel bir bileşendir ve özellikle su şişeleri ve yiyecek ambalajları gibi tek kullanımlık ürünler olarak kullanımları giderek artmaktadır. Yıllık üretilen plastiğin toplam ağırlığı şu anda 380 milyon tonun üzerinde bulunuyor ve 2050 yılına kadar bu rakamın 900 milyon tona ulaşması bekleniyor.
Ancak yapıldıkları fosil yakıtlar gibi plastiklerin de olumsuz çevresel sonuçları olabilir. 2050 yılına gelindiğinde tahminen 12 milyar ton plastik atık çöplüklerde kalacak veya doğal çevreyi kirletecek. Karşılaştırma yapmak gerekirse, bu sayı 2015 yılında yaklaşık 4,9 milyar ton civarındaydı. Kullanılmış plastikler aynı zamanda karbon emisyonunun kaynağı olan enerji üreten atık yakma tesislerine beslenen yakıtın da büyük bir kısmını oluşturuyor. David Attenborough'un anlattığı belgesel filmler, atık plastiklerin yol açtığı çevresel tehlikelere dikkat çekti. Deniz yaşamını boğan atılmış su şişelerinin görüntüleri de kamuoyunun tepkisini tetikledi ve plastik kirliliğinin küresel gündemlerin üst sıralarına çıkmasına neden oldu.
Pek çok plastik artık geri dönüşüm sembolünü taşısa da, pratikte plastiklerin geri dönüşümü ham ve enerji yoğun bir işlemdir. Geri dönüştürülmüş plastikler, yeni üretilen plastiklere göre daha düşük kalitede olma eğilimindedir; daha az dayanıklılığa sahiptirler. Tüketicilere biyolojik olarak parçalanabilen plastiklerden yapılmış, bitki kaynaklarından elde edilen veya çevrede parçalanmalarını sağlamak için oksijen ve diğer kimyasallarla zenginleştirilmiş ürünler giderek daha fazla satılıyor. Ancak bu, geri dönüşüm çabalarını karmaşık hale getiriyor çünkü biyolojik olarak parçalanabilen plastikler, geri dönüştürülmüş plastiklerin kalitesi üzerinde zararlı bir etkiye sahip ve geri dönüşüm tesislerinin bu plastikleri diğer formlardan ayırmasının güvenilir bir yolu yok.
Daha sürdürülebilir plastiklerin nasıl yaratılabileceği günümüz kimyasındaki en büyük ve en acil sorulardan biri haline geldi. Alanın birçok dalından araştırmacılar artık plastik atıklarını azaltmanın ve geri dönüştürülebilme şansını artırmanın yolları üzerinde çalışıyor.
Böyle bir çaba Nature dergisinin bu haftaki sayısında bildirildi. Almanya'daki Konstanz Üniversitesi'nden Stefan Mecking ve meslektaşları, başlangıç malzemelerinin çoğunun geri kazanılmasıyla geri dönüştürülebilen, tek kullanımlık plastiklerin en yaygın türlerinden biri olan yeni bir tür polietileni tanımlıyor; bu da yapılması zor bir şey. mevcut malzemeler ve geri dönüşüm teknolojileri.
Bu yeni plastiğin daha fazla test edilmesi ve mevcut geri dönüşüm altyapısı üzerindeki etkilerinin değerlendirilmesi gerekiyor. Mevcut geri dönüşüm merkezlerinde mevcut olandan farklı türde bir geri dönüşüm teknolojisi gerektirecektir. Kullanılması gerektiği konusunda fikir birliğine varılırsa ve ölçek büyütülebilirse, geri dönüştürülmüş plastiğe geçişi hızlandırma potansiyeli var. Plastik kullanımının daha az zararlı hale getirilmesi çözümün bir parçası olabilir.
Ancak kimya tek başına bizi ancak bir yere kadar götürebilir. Plastiklerin yakılması ve malzemelerin okyanuslarda ve çöplüklerde birikmesi azaltılacaksa sanayinin mevcut hızla plastik üretmeye devam etmesi mümkün değil. Şirketlerin plastik ürünlerinin tüm yaşam döngüsü için daha fazla sorumluluk alması gerekiyor. Bunun gerçekleşmesi için hükümetlerin daha fazla düzenleme getirmesi gerekecek ve önerilen Birleşmiş Milletler plastik anlaşmasının da başarılı olması gerekecek.
Tek yönlü sistem
Plastikler, basit moleküler yapı taşlarının zincirlerinin birleştirilmesiyle yapılır. Araştırmacılar bir miktar ilerleme kaydetmiş olsa da, yeniden kullanıma yönelik materyaller oluşturmak için bu süreci geriye doğru yürütmek kolay değil. İyileştirilmiş plastik geri dönüşümünün önündeki temel engel, kimyasal bağların sistematik ve düşük enerjili bir yöntemle nasıl kırılacağı ve daha sonra eşit derecede yüksek kalitede plastik yapımında kullanılabilecek değerli malzemelerin nasıl geri kazanılacağıdır.
Plastiğe ahiret ömrü vermenin birkaç yolu vardır. Bunlar arasında mekanik geri dönüşüm de yer alıyor; bu sayede parçalanıyor, eritiliyor ve daha düşük kaliteli plastik olarak yeniden kullanılıyor. Diğer bir seçenek de uzun plastik moleküllerini bir arada tutan bağları kırarak, yeni plastiklere dönüştürülebilecek daha küçük, kullanışlı moleküller oluşturarak bunların kimyasal olarak geri dönüştürülmesidir. Muhtemelen ikisinden daha zor olanı olan ikinci yaklaşım, Mecking ve meslektaşlarının üzerinde çalıştığı şeydir.
Bu ekip, dünya çapında polietileni geri dönüştürmenin bir yolunu bulmaya çalışan birkaç kişiden biri. Mecking ve meslektaşları, yenilenebilir bir kaynak kullanarak, geleneksel plastiklere göre daha kolay bölünebilen kimyasal gruplar içeren, polietilen benzeri sağlam bir malzeme ürettiler ve malzemenin geri dönüşüm aşamasında yapısının bozulmasına olanak sağladılar. Bilim insanları, geri dönüşüm süreciyle başlangıç malzemesinin neredeyse tamamını geri kazanmayı ve bundan polietilen benzeri malzemeyi yeniden üretmeyi başardılar.
Bu çalışma, Ekim ayında benzer bulgular bildiren başka bir ekibin çalışmasının ardından geldi. Santa Barbara'daki Kaliforniya Üniversitesi'nden Susannah Scott ve meslektaşları, polietileni farklı türde polimerler yapmak için başlangıç blokları olarak kullanılabilecek daha küçük moleküllere ayırmaya yardımcı olacak bir katalizör kullandılar.
Bu akıllı kimya ve hayati bir araştırmadır. Yaklaşımın artık farklı plastik türleri için ve daha büyük ölçeklerde araştırılması gerekiyor. Ancak plastik kullanımı artmaya devam ettiği sürece geri dönüşüm tek başına plastik kirliliğini azaltmayacaktır.
Sanayi bunun farkındadır ve üretimi nasıl azaltacağı sorusuyla - ihtiyaç duyduğu kadar olmasa da - ilgilenmektedir. Plastik ambalaj üreten veya kullanan şirketlerin beşte biri, Ellen MacArthur Vakfı ve BM Çevre Programı tarafından oluşturulan Yeni Plastik Ekonomisi Küresel Taahhüdü adı verilen bir taahhüdü taahhüt etti. İmzacılar, kaynakların sürekli kullanımını sağlamayı ve israfı ortadan kaldırmayı amaçlayan döngüsel ekonomi ilkelerine daha geniş bir bağlılığın parçası olarak plastik geri dönüşümünü artırma sözü veriyor. Ancak son rapora göre, özellikle tek kullanımlık ambalajların azaltılması ve tamamen yeniden kullanılabilir ambalajların benimsenmesi konusunda ilerleme eşitsiz.
Açıkçası, şirketlerin harekete geçmeleri için dürtülmesi veya daha fazla baskı yapılması gerekiyor. Plastik ürünlerinin tüm yaşam döngüsünün sorumluluğunu üstlenmeleri gerekseydi, yeniden kullanımı veya geri dönüşümü zor olan malzemeleri kullanma eğilimleri daha az olurdu. Bu amaçla, plastik kirliliğine ilişkin Paris iklim anlaşmasına eşdeğer olarak tanımlanan küresel bir anlaşma önerisinin başarıya ulaşması gerekiyor. Geçmişte, iklim değişikliği ve biyoçeşitlilik kaybıyla mücadele etmeyi amaçlayan anlaşmalara endüstrideki bazı kişiler ve fosil yakıtlarla ilgilenen hükümetler tarafından karşı çıkılmış, hatta zayıflatılmıştı. Tarih tekerrür edemez; gezegenin zamanı yok.
Kimyacılar bir asırdan fazla bir süre önce dünyaya plastik kazandırdılar. Ancak bu olağanüstü derecede faydalı malzemeler artık ciddi bir çevresel sıkıntı kaynağıdır. Neyse ki hem akademi hem de endüstrideki kimyagerler plastikleri ayrıştırmanın çevreye duyarlı bir yolunu bulmaya kararlılar. Şirketler ve hükümetler artık adım atmalı ve atık plastiklerin birikmesi konusunda üzerlerine düşen sorumluluğu üstlenmeli. Eylem çok erken gelemez.
Doğa 590, 363-364 (2021)
doi: https://doi.org/10.1038/d41586-021-00391-7
