Les plastiques constituent tant de nos produits les plus courants, qui sont incroyablement durables. Les plastiques biodégradables pourraient aider à garantir que vos arrière-arrière-petits-enfants ne tombent pas sur cette fourchette que vous avez perdue lors d'un pique-nique en 1998. Voir plus de photos de la science verte. Avec l'aimable autorisation de Bio-Tech Dans des milliers d'années, il est tout à fait possible que les civilisations futures creusent dans les restes de la nôtre. Peut-être qu'ils vont déterrer des gratte-ciel émiettés. Ils découvriront nos os qui s'effondrent. Et presque certainement, ils mettront au jour des quantités infinies de plastiques enfouis, des outils aux jouets. "Oh regarde, il semble que ce soit le sabre laser cramoisi autrefois porté par le grand seigneur Vador !"
Nous vivons à l'ère du plastique, dans lequel beaucoup d'entre nous ne peuvent pas passer plus d'une minute ou deux sans toucher un produit qui est fait au moins en partie de ce malléable, matériau solide et durable. Et c'est ce dernier trait qui préoccupe tant de personnes soucieuses des ressources et de l'environnement.
Les plastiques ont une endurance - ils ne se dégradent pas beaucoup dans les environnements naturels ou les décharges. Le recyclage est une excellente option pour réutiliser certains types de plastiques, et de plus en plus de personnes sont de plus en plus averties en matière de recyclage. Toujours, aux États-Unis seulement, seulement 7 % environ de tous les produits en plastique utilisés sont recyclés; et 28 millions de tonnes (oui, tonnes) est jeté dans les décharges chaque année [source :EcoLogic].
Pour s'assurer que les plastiques ne deviennent pas des polluants permanents, certaines technologies plastiques plus récentes intègrent additifs biodégradables dans leur chimie. Ces additifs sont conçus pour permettre aux plastiques de se décomposer naturellement, qu'ils soient dans une décharge ou plantés en bordure de route par une punaise.
Au fur et à mesure qu'ils se dégradent, ces plastiques se décomposent en dioxyde de carbone, humus ou biomasse (une matière organique basique semblable au sol) et du méthane. C'est une grande amélioration par rapport aux bouteilles de détergent et de soda presque indestructibles qui pourraient annoncer leur présence aux futurs archéologues.
Mais avant que les additifs biodégradables puissent s'étendre à la plupart des produits, il y a tout un travail à faire en termes de réglementation gouvernementale, normes de recyclage et relations publiques avec les consommateurs.
Sur la page suivante, nous nous salissons les mains avec de délicieuses pourriture - et plongeons dans ce qui rend la biodégradation si cool.
Contenu
Le monde qui nous entoure regorge de micro-organismes, qu'on appelle aussi microbes . Les microbes peuvent être invisibles à l'œil nu, mais leurs appétits sont évidents, car ils initient et accélèrent la décomposition de toutes sortes de matière organique , du journal, aux déjections animales, aux croûtes de pizza et bien plus, beaucoup plus.
Il existe de nombreux types de microbes qui opèrent la magie de la décomposition. Ils comprennent des bactéries, champignons, protozoaires, algues, actinomycètes et autres. Différents types de microbes opèrent leur magie de différentes manières et ils digèrent différents matériaux, mais ils contribuent tous à la décomposition de la matière organique, qu'on peut aussi appeler biodégradation .
Les facteurs environnementaux jouent un rôle vital dans tout processus de décomposition. La présence d'eau, léger, Chauffer, l'oxygène et d'autres variables affectent tous la façon dont les microbes et leurs sources d'énergie (voir :nourriture) interagissent.
Les niveaux d'oxygène en particulier ont un impact considérable sur la dégradation. Votre tas de compost de jardin est un exemple de aérobique environnement, ce qui signifie que l'oxygène est présent. Une décharge monstrueuse, d'autre part, est un anaérobie environnement, ou celui qui manque largement d'exposition à l'oxygène.
Dans un cadre aérobie, les microbes utilisent des acides et des enzymes pour convertir les grosses molécules d'un matériau et en composés de plus en plus petits. Une fois que les molécules ont atteint une taille plus petite, les microbes peuvent absorber le matériau et l'utiliser pour produire de l'énergie.
Le même processus se produit dans des conditions anaérobies, mais avec des sous-produits particulièrement différents - les microbes produisent beaucoup de méthane et de dioxyde de carbone. Les décharges dotées d'équipements de récupération du méthane peuvent capter le gaz et le vendre aux entreprises énergétiques locales ; d'autres brûlent simplement le gaz afin qu'il ne contribue pas aux émissions de gaz à effet de serre.
L'eau est encore plus importante que l'air. Sans eau, la vie sur Terre n'existerait pas telle que nous la connaissons. Le même concept s'applique dans les décharges. Les décharges avec des niveaux d'humidité plus élevés présentent une biodégradation beaucoup plus rapide, tandis que ceux des régions plus sèches ne sont pas aussi biologiquement actifs.
Pourtant, même quand l'eau est abondante, les plastiques conventionnels imperméables sont comme la kryptonite au ka-pow microbien. Les plastiques ont tendance à résister et à détourner à peu près toutes les tentatives de la nature pour les déconstruire. Continuez à lire et vous verrez pourquoi les plastiques sont si tenaces et difficiles à briser.
Chiffres plastiques à méditerLes Américains jettent 2,5 millions de bouteilles en plastique par heure. En 2007, plus de 325 millions de livres de contenants en plastique à large ouverture ont été récupérés pour être recyclés. Recycler 1 tonne de plastique permet d'économiser 7,4 mètres cubes d'espace d'enfouissement.
Les plastiques sont finalement à base de pétrole, qui est lui-même le résultat de la matière organique en décomposition. Donc les microbes devraient avoir un véritable festin sous forme de plastiques, droit?
Nan. Les microbes se moquent généralement des plastiques.
C'est parce que pendant le processus de fabrication, le pétrole subit des changements au niveau moléculaire, passer de simples monomères (unités chimiques uniques) à polymères , qui sont beaucoup plus gros, des unités plus complexes reliées par de fortes liaisons chimiques. Ils sont imperméables et hermétiques, et en tant que tel, ils sont splendides pour faire, protéger, expédier et conserver des produits humains incalculables.
Ces types de polymères gigantesques ne sont pas créés par Mère Nature. Ils sont le résultat des réalisations chimiques de l'humanité. Les polymères se présentent sous de nombreuses variétés désignées par des acronymes ésotériques qui font écho à leur non-nature :PE (polyéthylène), PP (polypropylène) et PS (polystyrène) ne sont que quelques-uns.
Au monde naturel, les plastiques sont un spectacle de monstres chimiques. Les microbes ne sont pas équipés biologiquement pour les attaquer et les décomposer comme ils le font pour la matière organique.
Par conséquent, cela pourrait prendre des centaines d'années ou plus pour que les microbes fassent des progrès sur cette cuillère en plastique que vous avez laissée tomber lors de votre pique-nique au parc. Nous ne savons pas vraiment combien de temps cet ustensile pourrait durer – peut-être pour toujours.
Toujours, vous avez probablement déjà vu du plastique sur une plage ou un champ qui semble cassant ou délabré. Ce n'est pas à cause de la biodégradation. Au lieu, la lumière ultraviolette et l'oxygène sont à l'origine de cette destruction extrêmement lente, ce qui se traduit souvent par des morceaux de plastique qui polluent encore beaucoup.
Pour que les plastiques se biodégradent vraiment, nous devons utiliser des additifs qui aident les microbes à commencer à faire leur travail. Aiguisez l'appétit de ces petits gars et ils peuvent faire des destructions très utiles.
Nous aborderons de près les additifs sous peu, mais avant de le faire, continuez à lire pour en savoir plus sur ce qui fait que les plastiques se dégradent, et comment leur disparition n'est pas toujours naturelle ou propre.
Les microbes évoluent pour manger du plastiqueLes microbes peuvent évoluer et évoluent pour consommer des produits et des produits chimiques fabriqués par l'homme. Les plastiques n'existent que depuis environ 100 ans. Dans les décennies à venir, il est probable que de plus en plus de microbes s'adapteront pour dégrader de nombreux types de polymères synthétiques.
Mélanger des pastilles de résine plastique traitée avec ses propres polymères, et un fabricant peut créer des produits qui se dégradent dans un délai spécifié. Avec l'aimable autorisation d'EcoLogic Les plastiques sont une merveille technologique diversifiée. Et comme pour toutes les avancées technologiques, les polymères ont besoin d'une sorte de réglementation pour guider leur utilisation et leur élimination. L'ISO (Organisation internationale de normalisation) a commencé par définir six types de plastiques dégradables.
Les quatre premiers types sont dégradable , photodégradable , dégradable par oxydation et dégradable par hydrolyse . Les plastiques dégradables sont simplement des plastiques qui se dégradent de manière mesurable. Les plastiques photodégradables sont décomposés par la lumière. Les produits oxydants dégradables sont dégradés par oxydation; la rouille est un type d'oxydation, et le même genre de processus peut arriver aux polymères. Oxo-dégradable les plastiques ont un additif qui accélère ce processus de "rouille". Et les plastiques dégradables par hydrolyse sont décomposés par l'interaction du polymère et de l'eau.
Par exemple, un sac en plastique qui se dégrade en raison de la lumière du soleil ou de l'exposition à l'oxygène peut se désagréger en minuscules, pièces microscopiques, qui ne sont pas forcément bénins. Ces particules restantes pourraient être absorbées par de petites créatures et remonter dans la chaîne alimentaire, affectant la chimie du corps de chaque organisme en cours de route - avec des conséquences inconnues.
Les deux derniers types de plastiques dégradables définis par l'ISO sont biodégradable et compostable. Un plastique biodégradable est simplement un plastique que nos amis microbes susmentionnés peuvent démanteler en eau et en dioxyde de carbone, mais sur un calendrier qui n'est pas nécessairement bien défini. Les plastiques compostables se dégradent à un rythme similaire à celui d'autres types de matières compostables, et ils résultent, de nouveau, dans l'eau, gaz carbonique, humus, et des composés inorganiques.
Une grande différence entre les plastiques compostables et biodégradables est que les premiers nécessitent la chaleur élevée d'un tas de compost ou d'une décharge gérée par des professionnels pour pourrir. Cette distinction est vitale, car 10 à 15 milliards de livres, ou 75 pour cent, de tous les plastiques se retrouvent dans les décharges [Source :PEC]. Les plastiques véritablement biodégradables se décomposeront mieux dans une décharge, mais ils se dégraderont également dans un fossé en bordure de route.
Ce n'est pas une si mauvaise chose si les biodégradables se retrouvent dans une décharge au lieu d'un centre de recyclage. Dans une décharge, le méthane qu'ils libèrent peut être capté et brûlé pour nos besoins énergétiques. Du 1, 200 décharges en exploitation aux États-Unis, environ la moitié capture le méthane. En 2008, ces projets d'énergie de gaz de décharge (LFG) ont généré environ 12 milliards de kilowattheures d'électricité en seulement un an.
Maintenant, Faisons le point sur le sale boulot des additifs plastiques.
Ces pastilles de plastique contiennent des additifs biodégradables. Les granulés peuvent être fondus et utilisés pour fabriquer toutes sortes de produits en plastique. Avec l'aimable autorisation de Bio-Tech Les additifs biodégradables donnent aux microbes l'effet de levier chimique dont ils ont besoin pour faire tomber les plastiques dans l'oubli. Additifs, qu'on appelle aussi initiateurs de dégradation , impliquent une ingénierie chimique très complexe qui doit équilibrer l'utilité du produit, la sécurité des consommateurs et la fin ultime du plastique, que ce soit le recyclage ou la décomposition.
Ces additifs sont des mélanges exclusifs (c'est-à-dire top-secrets) de composés organiques. Des recettes spécifiques d'additifs manipulent les microbes de différentes manières, et les entreprises vantent leurs formules comme supérieures aux autres.
Lorsqu'il est mélangé dans des plastiques ordinaires, ils ne représentent qu'environ 0,5 à 2 pour cent de la composition totale du produit, et surtout, ils ne modifient pas les performances du polymère. C'est-à-dire, vous ne partirez pas en vacances et rentrerez à la maison deux semaines plus tard avec un pichet de jus d'orange émietté en morceaux désordonnés. Ils n'affectent pas non plus le contenu d'un conteneur, et ils n'ont pas d'effets néfastes sur le recyclage traditionnel des plastiques.
En réalité, vous ne sauriez jamais que le plastique est différent jusqu'à ce qu'il atteigne la décharge, qui est vraiment le seul endroit qui a la bonne combinaison d'humidité et de divers microbes qui peuvent exploiter l'additif dans le plastique. Les additifs feront leur travail en dehors d'une décharge, trop, mais le processus prendra beaucoup plus de temps.
Le processus ne se fait pas tout de suite. En premier, seuls quelques microbes sont attirés par l'additif; ces premiers microbes créent une petite fissure dans l'armure en plastique. D'autres espèces de microbes arrivent, leurs combinaisons d'acides et d'enzymes, avec de l'eau, leur permet finalement de décomposer d'énormes polymères en morceaux de plus en plus petits.
Mais qu'en est-il des plastiques compostables ? Bien, il n'y a pas d'additifs utilisés avec ces soi-disant bioplastiques (souvent en acide polylactique ou PLA). Ils sont fabriqués à partir de matériaux naturels tels que l'amidon de maïs ou de pois ou des types de graisses et d'huiles végétales. Quoi de plus, tous les bioplastiques ne sont pas destinés à se décomposer. Plutôt, ils sont fabriqués à partir de substances renouvelables (comme le maïs) à des fins de durabilité. Certains types ne se dégradent pas beaucoup dans une décharge.
Les bioplastiques et les plastiques avec additifs se font souvent concurrence pour une part du marché des polymères. Parfois, cette compétition se transforme en un slugfest extrêmement public. Continuez à lire et vous verrez à quel point les eaux de la conversation sur les plastiques biodégradables sont tout sauf placides.
Vous verrez de plus en plus de produits dégradables apparaître sur le marché, souvent avec des marques qui indiquent des propriétés biodégradables. Avec l'aimable autorisation de Bio-Tech Les plastiques sont partout. Les plastiques sont gros, grosse affaire. Donc, de nombreuses organisations ont de gros enjeux en ce qui concerne la réglementation et la politique de la biodégradabilité. Beaucoup de gens discutent des détails pour savoir si divers plastiques pourrissent vraiment. Et s'ils le font, combien de temps cela prend et quel type de sous-produits ils laissent derrière eux.
Pour définir la biodégradabilité, les gouvernements et les entreprises se tournent vers l'American Society for Testing and Materials (ASTM). L'ASTM développe des normes de consensus volontaires pour toutes sortes de produits et services, tant aux États-Unis qu'à l'étranger.
Les normes ASTM pour la biodégradabilité évoluent encore, et bien que ce ne soit pas encore une norme, de nombreuses organisations adhèrent à la méthode de test ASTM D-5511-11. Ce test aide les entreprises à déterminer la biodégradabilité des plastiques dans un environnement anaérobie comme une décharge.
Parce que les tests de décomposition prennent du temps et des essais et erreurs, il y a beaucoup de place pour le désaccord quant à la signification des résultats des tests. Les entreprises qui fabriquent divers types de plastiques biodégradables, plastiques oxo-dégradables, et bioplastiques compostables se bousculent pour prouver que leur approche est supérieure.
Charles Lancelot, directeur exécutif du Conseil de l'environnement des plastiques, travaille le plastique depuis 40 ans. Il dit que la politique et les jeux de relations publiques, surtout en Californie, ont induit le public en erreur sur les différences entre ces plastiques.
Il mentionne les bioplastiques à base de PLA, qui sont fabriqués à partir d'amidon de maïs, à titre d'exemple. Les groupes de pression du maïs et de l'agriculture veulent du PLA dans plus de produits, car cela augmentera la demande - et éventuellement le prix - pour le maïs.
Mais Lancelot dit que les produits PLA ne se dégradent tout simplement pas s'ils ne sont pas compostés de manière professionnelle. Et d'un point de vue environnemental, cela les rend moins désirables que les plastiques qui se biodégradent réellement dans les décharges et les fossés. Il met également en évidence un inconvénient des plastiques oxobiodégradables; ils ont besoin de lumière UV et d'oxygène pour se dégrader, et ces variables sont rares dans une décharge.
Afin de calmer la controverse et de construire des normes exigeantes pour la biodégradation, Les universités Georgia Tech et North Carolina State effectuent des simulations de décharge et soumettront leurs conclusions et recommandations au gouvernement américain. De nouvelles normes seront publiées par les médias et affecteront probablement l'opinion publique sur divers types de plastiques dégradables pour les années à venir.
La pression publique, ainsi que des moyens plus efficaces de fabriquer des plastiques biodégradables, pourrait bien accélérer l'acceptation et l'utilisation de ces additifs dans de nombreux produits. À la fin, cela pourrait signifier des plastiques plus respectueux de l'environnement, ceux qui disparaissent complètement - au lieu de durer des millénaires en tant que marque d'une civilisation qui savait fabriquer des produits merveilleusement durables mais ne pouvait pas trouver un moyen de les éliminer correctement.
Je passe beaucoup de temps à courir et à marcher sur les chemins de gravier et de terre près de chez moi au Nebraska. Cela ne cesse de m'exaspérer lorsque je vois les résultats des déchets intentionnels et accidentels; débris de restauration rapide, canettes et bouteilles de bière et plastiques à gogo. Pourtant, je sais que les déchets visibles éparpillés dans le paysage ne sont qu'une petite fraction des déchets que nous produisons tous. Le plus grand pourcentage de déchets se retrouve dans les décharges, y compris les choses qui devraient vraiment être recyclées.
Les experts que j'ai interrogés pour cette histoire se sont empressés de dire que les plastiques biodégradables ne sont pas une panacée contre la pollution. Ils insistent sur le fait que la vieille règle de réutiliser ce que vous pouvez et de recycler le reste est toujours applicable à notre état actuel des affaires environnementales. Mais avec des plastiques biodégradables, peut-être que nos modes de vie trash auront juste un peu moins d'impact sur les générations à venir.
