Alates sellest, kui bakeliit 1907. aastal avalikustati esimese sünteetilise plastina – seda kasutati elektriisolaatorina –, on see kerge, tugev ja vormitav materjalide klass aidanud luua tänapäevast maailma. Plastid on toodete kujundamisel ja valmistamisel põhikoostisosa ning nende kasutamine, eriti ühekordselt kasutatavate esemetena, nagu veepudelid ja toidupakendid, laieneb. Aastas toodetud plastide kogumass on praegu üle 380 miljoni tonni ja 2050. aastaks on see 900 miljonit tonni.
Kuid nagu fossiilkütustel, millest need on valmistatud, võivad plastid avaldada negatiivseid keskkonnamõjusid. 2050. aastaks ladestub prügilasse või saastab looduskeskkonda hinnanguliselt 12 miljardit tonni plastijäätmeid. Võrdluseks, 2015. aastal oli see arv ligikaudu 4,9 miljardit tonni. Kasutatud plast moodustab ka suure osa kütusest, mis suunatakse energiat tootvatesse jäätmepõletusahjudesse, mis on süsinikuheite allikaks. Dokumentaalfilmid, nagu näiteks David Attenborough jutustanud filmid, on juhtinud tähelepanu plastijäätmetega kaasnevatele keskkonnaohtudele. Kaadrid äravisatud veepudelitest, mis lämmatavad mereelu, on samuti aidanud esile kutsuda avalikkuse pahameele ja suurendanud plastireostust ülemaailmsetes tegevuskavades.
Kuigi paljud plastid kannavad nüüd ringlussevõtu sümbolit, on plasti ringlussevõtt praktikas töötlemata ja energiamahukas. Ringlussevõetud plastid kipuvad olema madalama kvaliteediga – neil on vähem tugevust – kui äsja valmistatud plast. Üha enam müüakse tarbijatele tooteid, mis on valmistatud biolagunevast plastist, mis on saadud taimsetest allikatest või millele on lisatud hapnikku ja muid kemikaale, et need keskkonnas laguneksid. See aga raskendab ringlussevõtu jõupingutusi, sest biolagunevad plastid mõjutavad ringlussevõetud plasti kvaliteeti halvasti ja ringlussevõtu tehastel ei ole usaldusväärset viisi nende plastide muust vormist eraldamiseks.
Sellest, kuidas saaks luua säästvamaid plastmassi, on tänapäeval saanud keemia üks suurimaid ja pakilisemaid küsimusi. Paljude valdkonna harude teadlased töötavad praegu selle kallal, kuidas vähendada plastijäätmeid ja parandada nende ringlussevõtu võimalusi.
Ühest sellisest jõupingutusest räägitakse selle nädala ajakirjas Nature. Stefan Mecking ja tema kolleegid Saksamaal Konstanzi ülikoolist kirjeldavad uut tüüpi polüetüleeni – üht kõige levinumat ühekordselt kasutatava plasti tüüpe –, mida saab enamuse lähtematerjalide taaskasutamise teel ringlusse võtta – midagi, millega on raske teha. olemasolevad materjalid ja ringlussevõtu tehnoloogiad.
Seda uut plasti tuleb täiendavalt katsetada ja hinnata selle mõju olemasolevale ringlussevõtu infrastruktuurile. See nõuab teist tüüpi ringlussevõtu tehnoloogiat kui olemasolevates ringlussevõtukeskustes. Kui ollakse üksmeelel, et seda tuleks kasutada, ja kui seda saab suurendada, võib see kiirendada üleminekut ringlussevõetud plastidele. See võib olla osa lahendusest, et muuta plasti kasutamine vähem kahjulikuks.
Kuid keemia üksi viib meid ainult nii kaugele. Kui soovitakse vähendada plasti põletamist ja materjalide kuhjumist ookeanidesse ja prügilasse, ei saa tööstus jätkata plasti tootmist praeguses tempos. Ettevõtted peavad võtma rohkem vastutust oma plasttoodete kogu elutsükli eest. Ja et see juhtuks, peavad valitsused kehtestama rohkem eeskirju ja ka ÜRO kavandatav plastileping peab õnnestuma.
Ühesuunaline süsteem
Plastid valmistatakse lihtsate molekulaarsete ehitusplokkide ahelate kombineerimisel. Seda protsessi pole lihtne taaskasutamiseks mõeldud materjalide loomiseks tagurpidi käivitada, kuigi teadlased on teinud mõningaid edusamme. Plastide täiustatud ringlussevõtu peamiseks takistuseks on keemiliste sidemete süstemaatiline ja vähese energiakuluga lõhkumine, et taaskasutada väärtuslikke materjale, mida saab seejärel kasutada sama kvaliteetse plasti valmistamiseks.
Plastile surmajärgse elu andmiseks on mitu võimalust. Nende hulka kuulub mehaaniline ringlussevõtt, mille käigus need tükeldatakse, sulatatakse ja taaskasutatakse madalama kvaliteediga plastina. Teine võimalus on need keemiliselt ringlusse võtta – lõhkudes sidemeid, mis hoiavad koos pikki plastmolekule, luues väiksemaid kasulikke molekule, millest saab valmistada uusi plastmassi. Mecking ja tema kolleegid on töötanud viimase lähenemisviisi kallal, mis neist kahest võib-olla raskem.
See meeskond on üks paljudest üle maailma, kes on püüdnud leida sellist viisi polüetüleeni ringlussevõtuks. Taastuvat allikat kasutades valmistasid Mecking ja tema kolleegid tugeva polüetüleenitaolise materjali, mis sisaldab keemilisi rühmi, mida saab tavalisest plastist kergemini lõhestada, võimaldades materjali ringlussevõtu etapis dekonstrueerida. Teadlased suutsid ringlussevõtu käigus taastada peaaegu kogu lähtematerjali ja sellest polüetüleenitaolise materjali ümber teha.
See töö tuleneb teise meeskonna tööst, kes teatas samalaadsetest leidudest oktoobris. Susannah Scott California ülikoolist Santa Barbaras ja tema kolleegid kasutasid katalüsaatorit, mis aitas purustada polüetüleeni väiksemateks molekulideks, mida saaks kasutada lähteplokkidena erinevat tüüpi polümeeride valmistamiseks.
See on nutikas keemia ja oluline uurimistöö. Seda lähenemisviisi tuleb nüüd uurida erinevat tüüpi plastide ja suuremates mastaapides. Kuid seni, kuni plasti kasutamine kasvab, ei vähenda ringlussevõtt üksi plastireostust.
Tööstus on sellest hästi teadlik ja tegeleb – kuigi mitte peaaegu nii palju, kui vaja – küsimusega, kuidas oma toodangut vähendada. Viiendik plastpakendeid tootvatest või kasutavatest ettevõtetest on võtnud endale kohustuse nimega New Plastics Economy Global Commitment, mille on loonud Ellen MacArthuri sihtasutus ja ÜRO keskkonnaprogramm. Allakirjutanud lubavad suurendada plastide ringlussevõttu osana laiemast pühendumisest ringmajanduse põhimõtetele, mille eesmärk on saavutada pidev ressursside kasutamine ja kõrvaldada jäätmed. Viimase aruande kohaselt on aga edusammud ebaühtlased – eriti mis puudutab ühekordsete pakendite vähendamist ja täielikult korduvkasutatavate pakendite kasutuselevõttu.
On selge, et ettevõtteid tuleb tõugata või rohkem tegutsema sundida. Kui neilt nõutaks vastutust kogu oma plasttoodete elutsükli eest, oleks neil vähem kalduvus kasutada materjale, mida on raske korduskasutada või ringlusse võtta. Selleks peab õnnestuma kavandatud ülemaailmne leping, mida kirjeldatakse kui plastireostust käsitleva Pariisi kliimakokkuleppe ekvivalenti. Varem on mõned tööstuses ja fossiilkütustest huvitatud valitsused vastu seisnud lepingutele, mille eesmärk on võidelda kliimamuutuste ja bioloogilise mitmekesisuse vähenemisega, ja neid isegi nõrgestanud. Ajalugu ei saa end korrata; planeedil pole aega.
Keemikud andsid maailmale plasti rohkem kui sajand tagasi. Kuid need erakordselt kasulikud materjalid on nüüd tõsine keskkonnahäda allikas. Õnneks on nii akadeemiliste ringkondade kui ka tööstuse keemikud otsustanud leida keskkonnasõbraliku viisi plastide eemaldamiseks. Ettevõtted ja valitsused peavad nüüd hoogu võtma ja võtma vastutuse oma osa eest plastijäätmete kogumisel. Tegevus ei saa tulla liiga vara.
Loodus 590, 363-364 (2021)
doi: https://doi.org/10.1038/d41586-021-00391-7
