توضح لنا التكنولوجيا الجديدة كيفية التعامل مع مشكلة البلاستيك لدينا

يتذكر جوسلين دوسيه ، الرئيس التنفيذي لشركة Pyrowave الناشئة للتكنولوجيا النظيفة ومقرها مونتريال ، بوضوح أزمة البلاستيك الكبيرة في عام 2017. لقد كانت نقطة تحول لشركته: بدأت دعوات المؤتمر تتدفق ، وفي غضون بضع سنوات ، اكتشف نفسه ثلاثة أضعاف حجم موظفيه.

قبل عام 2017 ، كان لدى البلديات الكندية طريقة بسيطة للتخلص من النفايات الاصطناعية – كانت تشحنها عبر المحيط الهادئ. مقابل رسوم ، تقوم الشركات الصينية بفرز بالات من البلاستيك الأجنبي ، وإعادة تدوير ما كان يمكن إنقاذه بسهولة وإرسال الباقي إلى مكب النفايات. بعد ذلك ، في أبريل من عام 2017 ، أعلن الرئيس الصيني شي جين بينغ عن عملية السيف الوطني ، وهي مبادرة تهدف إلى الحد من التلوث عن طريق الحد من كمية النفايات التي تستوردها الدولة الصينية.

لقد فاجأ القرار الغرب ، وفي مدن عبر أوروبا وأمريكا الشمالية تراكمت القمامة. يقول دوسيت: “في مونتريال ، توجد منشأة لفرز البلاستيك على طريق ترانس كندا السريع”. “كنت تقود السيارة وترى أكوامًا وأكوامًا من البلاستيك. لا أحد يعرف ماذا يفعل بها “.

في حالة اليأس ، فرضت بعض المدن حظراً على البلاستيك. بدأ آخرون في إلقاء النفايات في المجاري المائية ومدافن النفايات. كانت النتيجة بالنسبة لدوسيت زيادة في اهتمام المستثمرين بشركته المتخصصة في إعادة تدوير البلاستيك. يقول: “من عام 2010 إلى عام 2016 ، لم أنجح في جمع الأموال”. “عندما حدثت الأزمة ، تقبل الناس أخيرًا أن مشكلة البلاستيك كانت حقيقية.”

تتخصص البيروويف في الانحلال الحراري ، وهي طريقة تحلل حيث تتعرض المواد للحرارة حتى تتحلل. هذه التقنية ليست جديدة. قام قدماء المصريين بتحليل جذوع الأشجار لاستخراج الميثانول ، وهي مادة كيميائية تستخدم في التحنيط. عندما تفحم الخشب لصنع الفحم أو كراميل البصل لتقديمه جنبًا إلى جنب مع شرائح لحم الخنزير ، فأنت تمارس الانحلال الحراري. قد تكون الطرق التقليدية كثيفة الاستخدام للموارد – تحتاج إلى وقود أو غاز لتسخين الأفران – لكن شركة Doucet تستخدم أفران الميكروويف بدلاً من ذلك ، وهي عملية مكهربة بالكامل ، وبالتالي فهي متوافقة مع مصادر الطاقة المتجددة. (“Pyrowave” هو جزء من “الانحلال الحراري” و “الميكروويف”.)

ينصب تركيز Pyrowave على البوليسترين ، وهي المادة المستخدمة في ماكينات الحلاقة التي تستخدم لمرة واحدة ، وأطباق بتري ، وأنابيب الاختبار وأجهزة كشف الدخان. يمكن نسفها إلى مادة الستايروفوم ، أو دمجها في المباني ، حيث تعمل كعزل. لكن من المعروف أن البوليسترين يصعب التخلص منه. يستغرق التحلل البيولوجي قرونًا. يبدو قبيحًا عائمًا على الماء ، باستثناء الأسماك والطيور ، التي تعتقد أنها طعام. وعندما تذوبها ، تتحلل إلى حساء من المواد الكيميائية.

ما لم تستخدم ، كما اكتشف دوسيت ، أفران الميكروويف ، وهي عملية ، على عكس الانحلال الحراري التقليدي ، تقسم المادة إلى جزيئات نظيفة ومتسقة الحجم. يقول دوسيت: “الانحلال الحراري التقليدي يشبه أخذ نقانق ورميها على الحائط”. النتائج فوضوية. ويضيف: “الانحلال الحراري بالميكروويف يشبه استخدام تقطيع اللحم لإنتاج قطع متساوية.” باختصار ، يذوب نظام الموجات الحرارية البوليسترين في منتج نظيف نسبيًا ، يحتوي على إنتاجية عالية من الستايرين ، وهو سائل زيتي يمكن استخدامه لإنتاج … المزيد من البوليسترين.

هذا ليس بالأمر السيئ. لا تهدف تقنية دوسيت إلى تخليص العالم من البلاستيك ، بل في إدخال منتج بلاستيكي واحد (البوليسترين) في الاقتصاد الدائري. من المحتمل أن يخدع دعاة حماية البيئة الذين يحلمون بمستقبل خالٍ من البلاستيك أنفسهم بشأن ما هو ممكن – وما هو مرغوب فيه أيضًا. كمواد صناعية ، يعد البلاستيك مفيدًا جدًا للتخلي عنه تمامًا. ولكن يمكننا إيجاد طرق أفضل لإنتاجها والتخلص منها. يقول دوسيت: “من أجل ذلك ، نحتاج إلى حلول تكنولوجية”.

تطور منتج لا يمكننا الحصول على ما يكفي منه

في ستينيات القرن التاسع عشر ، كانت لعبة البلياردو رائجة للغاية. لكن صناعة كرات العاج كانت باهظة الثمن ، لأن الإنتاج يعتمد على ذبح الأفيال البرية. في عام 1869 ، قدم مايكل فيلان ، وهو لاعب ومالك صالون إيرلندي أمريكي ، 10000 دولار لأي شخص قد يطور مادة بديلة. حفزت المنافسة جون ويسلي هيات ، المخترع في نيويورك ، على ابتكار السليلويد – أول بلاستيك تجاري في العالم – من خلال معالجة السليلوز النتري ، وهو مادة مشتقة من ألياف القطن ، مع الكافور ، وهو مادة بلورية مستخرجة من الأشجار الصينية دائمة الخضرة.

لم يكن هناك شيء آخر مثله. نظرًا لأنه كان بوليمرًا – أي مادة مكونة من سلاسل جزيئية طويلة وقابلة للانحناء – كان السليلويد مرنًا بشكل فريد. في حين تم استخراج المواد الصناعية الأخرى في ذلك العصر من البيئة الطبيعية بواسطة عمال المناجم أو الحطابين أو الصيادين ، كان السليلويد يصنع في معمل أو مصنع. كان اختراع البلاستيك الاصطناعي ، في الواقع ، نقطة تحول للبشرية. سرعان ما تم استخدام السيلولويد في أطقم الأسنان والساعات ولوحات التصوير والأفلام. بدونها ، لما كانت هناك هوليود.

على مدار القرن التالي ، ظهرت العديد من أنواع البلاستيك الأخرى – الباكليت ، النايلون ، زجاجي ، المطاط الصناعي – في السوق. كانت جميعها بوليمرات من نوع أو آخر ، ومعظمها مشتق من البتروكيماويات. (يحتوي الزيت الخام على أوليفينات ، وهي جزيئات الهيدروكربون التي يصنع منها البلاستيك. ولهذا السبب ، يتم عادةً دمج مصانع إنتاج البلاستيك في مصافي النفط.) بحلول منتصف القرن العشرين ، أصبح البلاستيك ضروريًا للحياة الحديثة مثل التدفئة والكهرباء ومحرك الاحتراق الداخلي.

غالبًا ما يتم التغاضي عن أهميتها. عندما تظهر كلمة “بلاستيك” ، يتخيل الناس عادة أكياس التسوق وشفاطات الشرب التي تستخدم لمرة واحدة. لكن هذه المنتجات هي مجموعة فرعية صغيرة من صناعة واسعة. اليوم ، يتم تضمين البلاستيك في سياراتنا ، عبر لوحات العدادات والمقاييس والأقراص وأحزمة الأمان ؛ منازلنا ، عن طريق السباكة والأنابيب وانحياز الفينيل ؛ وأجسادنا ، عن طريق الغرسات الطبية ، مثل الدعامات والشبكات. صحيح أنها ضارة للغاية بالبيئة: فهي تتحلل ببطء ؛ يدخلون إلى أجهزتنا الهضمية ، مما قد يساهم في الإصابة بسرطان القولون وأمراض الأمعاء ؛ كما أنها تلوث محيطاتنا ، والتي ستحتوي قريبًا ، وفقًا لبعض التقديرات ، على منتجات بلاستيكية أكثر من الأسماك. ومع ذلك ، لتخليص مجتمعنا من البلاستيك ، سيتعين علينا إصلاح كل شيء تقريبًا عن الطريقة التي نعيش بها.

ربما ، على الرغم من ذلك ، يمكننا تحويل عمليات إنتاج البلاستيك لدينا بدلاً من ذلك. لونا يو هو المؤسس والرئيس التنفيذي لشركة Genecis Bioindustries، a Scarborough، Ont. مُصنِّع البولي هيدروكسي ألكانوات (PHAs) ، وهو بلاستيك قابل للتحلل. في حين أن معظم منتجات PHA مصنوعة من السكر ، تستخدم Genecis نفايات الطعام التي تقدمها شركات مثل Sodexo Canada.

في Genecis ، تمر النفايات من خلال تخمير من خطوتين. أولاً ، يتعرض للثقافة البكتيرية ، التي تأكل النفايات وتحولها إلى كربونات. بعد ذلك ، تستهلك مزرعة بكتيرية ثانية الكربون وتحولها إلى PHAs ، والتي يمكن تشكيلها إلى مواد بلاستيكية حيوية مناسبة لتغليف المواد الغذائية والخيوط الطبية. بالنسبة لـ Yu ، هناك العديد من المزايا لاستخدام القمامة العضوية كمادة خام. أهمها هذا: الموردين الخاصين بك يدفعون بالفعل أنت لإخراج المنتج من أيديهم.

يقول يو: “في الوقت الحالي ، نقبل المواد بتكلفة منخفضة”. “ولكن بمجرد التوسع والانتقال إلى ما بعد المرحلة التجريبية ، سوف نفرض رسومًا إضافية على موردينا.”

تعتبر مثل هذه الحسابات التجارية الذكية ضرورية أيضًا لعمل جودي مورغان ، الرئيس التنفيذي لشركة GreenMantra ، وهي شركة ناشئة مقرها في برانتفورد. على عكس Pyrowave و Genecis ، فإن GreenMantra لا يصنع البلاستيك. بدلاً من ذلك ، فهي تُصنع مادة مضافة صناعية لاستخدامها من قبل منتجي ألواح السقف والتعبئة والتغليف. لكن المادة الخام في المادة المضافة هي النفايات البلاستيكية ، والتي تعالجها الشركة بطريقة غير عادية. في حين أن معظم معاد تدوير البلاستيك يكسرون السلاسل الجزيئية الطويلة – أو البوليمرات – إلى جزيئات فردية ، فإن GreenMantra يذهب إلى النصف فقط: باستخدام صيغة كيميائية مسجلة الملكية ، تقطع الشركة سلاسل البوليمر إلى مجموعات جزيئية أقصر. (تخيل تحطيم برج الليغو إلى كتل من ستة أو سبعة كتل.) المادة الناتجة هي شمع صلب ، تسميه الشركة سيرانوفوس.

ماذا تعمل، أو ماذا تفعل؟ يقارن مورغان سيرانوفوس بالخميرة ، والتي عند إضافتها – حتى بكميات ضئيلة – إلى العجين يمكن أن تحدث فرقًا كبيرًا بين لوح ماتزو الجاف ورغيف الخبز الغني. وبالمثل ، يمكن لحفنة من حبيبات سيرانوفوس أن تعزز العمليات الصناعية ، مما يمكّن مصنعي ألواح السقف ، على سبيل المثال ، من صنع منتج دائم ومقاوم للمناخ من مواد رخيصة نسبيًا.

مورغان متحمس للغاية بشأن الآثار المترتبة على البلاستيك. اليوم ، من الشائع بالنسبة للشركات الكبرى – Unilever و Coke و Colgate – أن تلتزم باستخدام بعض البلاستيك المعاد تدويره في عبواتها. تكمن المشكلة في أن البلاستيك بعد الاستخدام لا يتدفق بسهولة إلى القوالب ، وغالبًا ما يظهر ضعيفًا أو مشوهًا. لكن إضافة صغيرة من ceranovus يمكن أن تجعل البلاستيك المعاد تدويره يعمل كما لو كان جديدًا.

يقول مورغان: “هناك تأثير مضاعف في العمل”. “إذا أضفت ، على سبيل المثال ، اثنين أو ثلاثة في المائة من منتجنا إلى صيغتك ، يمكنك بعد ذلك دمج 25 في المائة من البلاستيك بعد الاستخدام. وهذا يعني أنه سيتم إخراج المزيد من البلاستيك من المحيطات ومكبات النفايات “.

البحث عن الموارد في النفايات

يتخيل دوسيت مستقبلًا تكون فيه بنيتنا التحتية لإعادة تدوير البلاستيك متطورة تمامًا مثل صناعاتنا البتروكيماوية. سيكون هذا خروجًا صارخًا عن الوضع الراهن ، لكن ليس من الصعب تخيل ذلك. في الواقع ، لا تختلف الصناعتان كثيرًا.

“ما هو برميل النفط الخام؟” يسأل دوسيت. “إنه في الأساس خليط من الكربون والهيدروجين والمعادن الثقيلة التي تخرج من الأرض.” باختصار ، إنه مركب طيني قليل الفائدة لأي شخص حتى يتم تقطيره إلى أجزائه المكونة – البروبان ، والبنزين ، ووقود الطائرات ، والأسفلت وأيضًا الأوليفينات التي تُصنع منها البوليمرات. في هذا الصدد ، يشبه إلى حد كبير رزمة من البلاستيك المهمل – مزيج قبيح ، كريه الرائحة من المواد التي يمكن أن تكون قمامة ، نعم ، ولكنها أيضًا سلعة ثمينة بمجرد استخراج الثروات الموجودة بداخلها.

يقول دوسيت: “من خليط فوضوي ، يمكنك صنع منتج متوافق مع السوق”. “النفايات البلاستيكية هي النفط الخام الجديد.”

البلاستيك بالأرقام

المصادر: الأمم المتحدة للبيئة ، ناشيونال جيوغرافيك ، المحيطات البلاستيكية الدولية