Βιωσιμότητα
Μπορεί ένας ‘Δείκτης Βιωσιμότητας’ να περιορίσει τη ρύπανση από πλαστικό;
Προσθέστε το Securities.io στις προτιμώμενες πηγές σας στο Google
Τα πλαστικά, που αποτελούνται κυρίως από πολυμερή, είναι μια ευρεία κατηγορία συνθετικών ή ημι‑συνθετικών οργανικών ενώσεων. Η πλαστικότητά τους επιτρέπει να διαμορφώνονται σε διαφορετικά σχήματα και να έχουν πολλές πολύτιμες χρήσεις.
Δεδομένου ότι το πλαστικό είναι φθηνό, ευέλικτο και στεγνό, βρίσκει πολλές εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένων των οικιακών συσκευών, της συσκευασίας τροφίμων, της κατασκευής και των ιατρικών οργάνων, προσθέτοντας αξία στη ζωή μας.
Η χρήση πλαστικού τις τελευταίες δεκαετίες έχει αυξηθεί σημαντικά και τώρα παράγει περίπου 450 εκατομμύρια τόνους πλαστικών αποβλήτων ετησίως. Στην πραγματικότητα, αποτελεί τουλάχιστον το 85 % των συνολικών θαλάσσιων αποβλήτων. Η πλειονότητα των πλαστικών αποβλήτων (46 %) καταλήγει σε χωματερές, μόνο το 15 % συλλέγεται για ανακύκλωση και λιγότερο από 9 % ανακυκλώνεται. Το υπόλοιπο είτε διασπάται σε μικρότερα θραύσματα είτε καίγεται.
Καθώς τα πλαστικά γίνονται μέρος του απολιθωτικού αρχείου της Γης, φέρνουν σοβαρές περιβαλλοντικές, υγειονομικές, κοινωνικές και οικονομικές συνέπειες. Επιπλέον, πρόσφατες μελέτες αποκαλύπτουν την αυξανόμενη παρουσία μικροσκοπικών σωματιδίων στο νερό και στα τρόφιμα μας, επιδεινώνοντας περαιτέρω αυτά τα προβλήματα.
Μια νέα μελέτη από ερευνητές του Πανεπιστημίου Columbia διαπίστωσε ότι το εμφιαλωμένο νερό που πωλείται στα καταστήματα μπορεί στην πραγματικότητα να περιέχει δέκα έως εκατό φορές περισσότερο πλαστικό από ό,τι εκτιμήθηκε προηγουμένως. Τα πλαστικά που βρέθηκαν στο νερό ήταν σε μορφή νανοσωματιδίων, τα οποία είναι 1/1000 του μέσου πλάτους μιας ανθρώπινης τρίχας. Αυτά τα νανοσωματίδια είναι τόσο μικρά που δεν μπορούν να φανούν κάτω από μικροσκόπιο και μπορούν να μεταφερθούν στο αίμα μέσω των ιστών του πεπτικού ή των πνευμόνων. Μόλις φτάσουν στο αίμα μας, αυτά τα μικροσκοπικά σωματίδια μπορούν να διανείμουν επιβλαβείς συνθετικές χημικές ουσίες σε όλο το σώμα και στα κύτταρα.
Η μελέτη σημειώνει ότι, κατά μέσο όρο, εντοπίστηκαν 240 000 πλαστικά σωματίδια σε ένα λίτρο νερό, ισοδύναμα με δύο τυπικά μπουκάλια νερού. Τα σωματίδια προέρχονται από επτά τύπους πλαστικών, με το 90 % να είναι νανοπλαστικά και το υπόλοιπο 10 % μικροπλαστικά.
Τα μικροπλαστικά είναι θραύσματα πολυμερών που κυμαίνονται από λιγότερο από 0,2 ίντσες μέχρι 1/25 000 της ίντσας. Οτιδήποτε μικρότερο από αυτό κατηγοριοποιείται ως νανοπλαστικό, με μέγεθος σε δισεκατομμυριοστά του μέτρου.
Αυτό το εύρημα δείχνει ότι τα πλαστικά αποβάλλουν συνεχώς, όπως αποβάλλουμε τα κύτταρα του δέρματος. Η συνεχής αποβολή μικρών κομματιών πλαστικού, που στη συνέχεια σπάζουν, υπογραμμίζει τη σημασία χρήσης δοχείων από ανοξείδωτο ατσάλι ή γυαλί για τη μείωση της έκθεσης.
Ονομάζοντας τη μελέτη «απίστευτα εντυπωσιακή», η Sherri “Sam” Mason, διευθύντρια βιωσιμότητας στο Pennsylvania State University at Erie, η οποία δεν συμμετείχε στη μελέτη, είπε :
«Το σύνολο της εργασίας που κατέβαλαν σε αυτό ήταν πραγματικά πολύ βαθύ … Θα το χαρακτήριζα ως πρωτοποριακό.»
Μελέτη της Χημικής Δομής & Κινδύνων των Νανοσωματιδίων
Το 2018, η Mason συνέγραψε μια μελέτη που ήταν η πρώτη που εντόπισε την ύπαρξη μικροπλαστικών και νανοπλαστικών στην πλειονότητα (93 %) των δειγμάτων εμφιαλωμένου νερού. Στη μελέτη της, ανακάλυψε ότι κάθε λοξάρι μολυσμένου νερού περιείχε κατά μέσο όρο 300 μικρότερα σωματίδια καθώς και δέκα σωματίδια πλαστικού που ήταν πιο φαρδιά από μια ανθρώπινη τρίχα.
Έτσι, ενώ ήταν ήδη γνωστό ότι τα νανοπλαστικά υπήρχαν, εκείνη τη στιγμή δεν ήταν δυνατόν να αξιολογηθούν αυτά τα σωματίδια, πόσο μάλλον να διαπιστωθεί αν υπήρχαν περισσότερα.
Τώρα, σύμφωνα με μια νέα μελέτη που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Proceedings of the National Academy of Sciences την τρίτη εβδομάδα του Ιανουαρίου 2024, έχει αποδειχθεί μια νέα τεχνολογία που μπορεί όχι μόνο να δει, αλλά και να μετρήσει και να αναλύσει τη χημική δομή των νανοσωματιδίων στο εμφιαλωμένο νερό.
Η νέα προσέγγιση, η οποία βασίζεται στην τροποποιημένη έκδοση της τεχνικής λέιζερ γνωστής ως φασματοσκοπία Raman, θα βοηθήσει σε αυτό. Η μικροσκοπία διεγερμένης σκέδασης Raman (SRS) μετρά πώς οι μοριακές δονήσεις αντιδρούν στο φως και ενισχύει το σήμα σε μεγάλο βαθμό, επιτρέποντας την ανίχνευση του νανοσωματιδίου. Αναμένεται να βοηθήσει στην κατανόηση του αν τα πολυμερή, «το πλαστικό μέρος του πλαστικού», βλάπτουν το σώμα.
Αυτή η μελέτη ήταν η πρώτη που χρησιμοποίησε μικροσκοπία στον κόσμο των νανοπλαστικών. Η ερευνητική ομάδα πήρε τρία άγνωστα δημοφιλή εμπορικά σήματα νερού που πωλούνται στις ΗΠΑ και διαπίστωσε ότι περιείχαν 110 000 έως 370 000 κομμάτια πλαστικού αντί για 300 ανά λίτρο.
«Αυτά τα σωματίδια μπορούν να είναι ανόργανα νανοσωματίδια, οργανικά σωματίδια και κάποια άλλα πλαστικά σωματίδια που δεν ανήκουν στους επτά κύριους τύπους πλαστικού που μελετήσαμε.»
– Beizhan Yan, που συμμετείχε στην έρευνα και είναι αναπληρωτής ερευνητής στο Earth Observatory του Πανεπιστημίου Columbia
Η δυνατότητα αυτής της τεχνολογίας να βλέπει και να αναλύει τα νανοσωματίδια προσφέρει την ευκαιρία να κατανοήσουμε καλύτερα τους πιθανούς κινδύνους για την ανθρώπινη υγεία, ιδιαίτερα για βρέφη και μικρά παιδιά των οποίων οι εγκέφαλοι και τα σώματα βρίσκονται σε φάση ανάπτυξης και είναι πιο ευάλωτα σε τοξικές εκθέσεις.
Ανάμεσα στους διαφορετικούς τύπους ρυπαντικού πλαστικού, τα νανοπλαστικά είναι τα πιο ανησυχητικά λόγω του πολύ μικρού μεγέθους τους, που τους επιτρέπει να εισέρχονται στα κύτταρα και στους ιστούς των κύριων οργάνων μας. Μόλις φτάσουν εκεί, αυτά τα κομμάτια πλαστικού μπορούν ενδεχομένως να αποθέσουν χημικές ουσίες όπως βαρέα μέταλλα, φθαλικά, βισφενόλες, αναβραστικούς αναστολείς και PFAS (περι- και πολυφθοριωμένα συστατικά). Αυτές οι ορμονικές διαταραγτικές χημικές ουσίες (EDCs) έχουν οδηγήσει σε δραματική αύξηση του κόστους υγείας στις ΗΠΑ, περίπου 250 δισεκατομμύρια δολάρια μόνο το 2018, σύμφωνα με την έρευνα.
Ήδη, έχει παρατηρηθεί ότι το μικρό μέγεθος των μικροπλαστικών τους επιτρέπει να απορροφούν τοξικές ουσίες από το περιβάλλον και να εισέρχονται στην τροφική αλυσίδα. Επιπλέον, όλες οι χημικές ουσίες που χρησιμοποιούνται στην παραγωγή πλαστικού όχι μόνο εισέρχονται στα σώματά μας μαζί με τα πλαστικά, αλλά επίσης μετακινούνται από τα πλαστικά στα σώματά μας, τα οποία είναι πιο ζεστά από το εξωτερικό περιβάλλον.
Αυτές οι χημικές ουσίες στη συνέχεια εισέρχονται στα νεφρά, το ήπαρ και τον εγκέφαλο. Στη συνέχεια, εντοπίζονται σε εγκέφαλους, καρδιές, ήπαρα, νεφρά και πνεύμονες των μη γεννημένων παιδιών, όπως παρατηρήθηκε σε μελέτες σε έμμηδες αρουραίους μόλις 24 ώρες μετά την μητέρα να έχει καταναλώσει ή εισπνεύσει σωματίδια πλαστικού.
«Μικρο- και νανοπλαστικά έχουν βρεθεί στην ανθρώπινη πλακούντα αυτή τη στιγμή. Έχουν βρεθεί σε ανθρώπινους πνευμονικούς ιστούς. Έχουν βρεθεί σε ανθρώπινα κόπρανα· έχουν βρεθεί σε ανθρώπινο αίμα.»
– Phoebe Stapleton, συν-συγγραφέας της μελέτης και αναπληρώτρια καθηγήτρια στη Σχολή Φαρμακευτικής του Πανεπιστημίου Rutgers
Η ανθεκτικότητα των μικροπλαστικών υποδεικνύει ότι προκαλούν μακροπρόθεσμους οικολογικούς και υγειονομικούς κινδύνους. Επιπλέον, πρόσφατα ευρήματα υποδεικνύουν ότι φυσικά φαινόμενα όπως οι τυφώνες συμβάλλουν επίσης σε αυτή τη ρύπανση, λειτουργώντας ως ισχυροί μηχανισμοί διανομής. Αυτό αποτελεί αυξανόμενη απειλή για τα οικοσυστήματα και την ανθρώπινη υγεία παγκοσμίως.
Λύση του Προβλήματος της Ρύπανσης από Πλαστικό μέσω Δείκτη Βιωσιμότητας
Ενώ νέες τεχνολογίες και προσεγγίσεις χρησιμοποιούνται για την ανάλυση προηγουμένως αόρατων νανοσωματιδίων, σημειώνονται επίσης πρόοδοι στην αντιμετώπιση του προβλήματος της ρύπανσης από πλαστικό. Σε πρόσφατη μελέτη, ερευνητές από τον μη κερδοσκοπικό οργανισμό αφιερωμένο στην θαλάσσια έρευνα, το Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI), ανέπτυξαν έναν δείκτη βιωσιμότητας για τον οικολογικό σχεδιασμό προϊόντων πλαστικού με χαμηλή περιβαλλοντική παραμονή. Η τήρηση αυτού του δείκτη αναμένεται να αποφέρει περιβαλλοντικά και κοινωνικά οφέλη.
Η νέα μελέτη συνέκρινε δείκτες για τον περιβαλλοντικό αντίκτυπο των πλαστικών καθώς και των υποκατάστασών τους, δείχνοντας ότι η λήψη υπόψη της περιβαλλοντικής παραμονής των πλαστικών θα μπορούσε να οδηγήσει σε οφέλη εκατοντάδων εκατομμυρίων δολαρίων για ένα μόνο καταναλωτικό προϊόν.
Τέτοια προϊόντα συνήθως σχεδιάζονται εξισορροπώντας τις ανταλλαγές μεταξύ εξάντλησης πόρων και περιβαλλοντικών ανησυχιών. Αυτή η ισορροπία είναι απαραίτητη επειδή, αν και υπάρχουν πλαίσια για την εκτίμηση αυτών των επιπτώσεων, κανένα μέχρι στιγμής δεν έχει αναπτυχθεί για την επιλογή υλικών ή την ποσοτικοποίηση της περιβαλλοντικής παραμονής. Η πρόσφατη μελέτη στοχεύει να καλύψει αυτό το κενό εισάγοντας δείκτες και μεθόδους που θα βοηθήσουν σχεδιαστές, μηχανικούς και επιστήμονες να λαμβάνουν ενημερωμένες αποφάσεις σχεδίασης και να θέτουν προτεραιότητες έρευνας.
Για το σκοπό αυτό, μια νέα μελέτη που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό ACS Sustainable Chemistry & Engineering ανέπτυξε έναν δείκτη βιωσιμότητας για τον οικολογικό σχεδιασμό προϊόντων πλαστικού με χαμηλή περιβαλλοντική παραμονή.
Παρά τους κινδύνους που η ρύπανση από πλαστικό θέτει στην ανθρώπινη υγεία και στα οικοσυστήματα, η χρήση προϊόντων πλαστικού συνεχίζει να αυξάνεται. Συνεπώς, ο περιορισμός των βλαβών απαιτεί στρατηγικές σχεδίασης για προϊόντα πλαστικού που να είναι ενημερωμένες για τις απειλές που τα πλαστικά θέτουν στο περιβάλλον, όπως αναφέρει η μελέτη.
Με αυτόν τον τρόπο, έχει αναπτυχθεί ένας δείκτης βιωσιμότητας για τον οικο-σχεδιασμό προϊόντων πλαστικού, ο οποίος στοχεύει στη διατήρηση της απόδοσης ενώ εξασφαλίζει χαμηλή περιβαλλοντική παραμονή. Η ανάλυση εντοπίζει υλικά και τις ιδιότητές τους που αξίζουν ανάπτυξης, υιοθέτησης και επένδυσης για την κατασκευή προϊόντων πλαστικού που είναι λιγότερο επιβλαβή για το περιβάλλον, αλλά λειτουργικά.
«Το σημαντικό είναι να καθορίσουμε πώς μπορούμε να σχεδιάσουμε λειτουργικά, βιώσιμα και αβλαβή υλικά, προϊόντα και διαδικασίες που ενσωματώνουν όλες τις αρχές της πράσινης μηχανικής υλικών στο μέλλον κόσμο που θα ζούμε.»
– είπε ο κύριος συγγραφέας Bryan James, επιστήμονας υλικών και μηχανικός
Πρόσθεσε :
«Ποιες είναι οι επόμενες στρατηγικές και εργαλεία που μπορούν να χρησιμοποιήσουν οι μηχανικοί, οι σχεδιαστές προϊόντων και ακόμη και ο μέσος καταναλωτής για να κάνουν τις καλύτερες επιλογές για το περιβάλλον χωρίς να θυσιάζουν την απόδοση του προϊόντος;»
Για τη δημιουργία αυτού του δείκτη, η μελέτη χρησιμοποίησε το ρυθμό περιβαλλοντικής αποσύνθεσης του πλαστικού μαζί με καθιερωμένες στρατηγικές επιλογής υλικών. Αυτή η προσέγγιση εστίασε στον περιβαλλοντικό αντίκτυπο και στα χαρακτηριστικά διαφορετικών υλικών, παρέχοντας έναν οδηγό βασισμένο στην παραμονή τους στο περιβάλλον.
Η υλοποίηση ενός δείκτη βιωσιμότητας για την παραμονή ήταν δύσκολη λόγω της ιστορικής έλλειψης ολοκληρωμένων δεδομένων για τους διάφορους τύπους πλαστικών που χρησιμοποιούνται στα καταναλωτικά αγαθά. Ωστόσο, με πρόσφατη πρόσβαση σε επαρκή δεδομένα για τους ρεαλιστικούς ρυθμούς περιβαλλοντικής αποσύνθεσης μιας ευρείας γκάμας πλαστικών, οι ερευνητές μπορούν τώρα να δείξουν πώς η αντικατάσταση ενός υλικού με άλλο στη διαδικασία σχεδίασης μπορεί να μειώσει τόσο το κόστος του προϊόντος όσο και τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου.
Λαμβάνοντας υπόψη τις ιδιότητες διαφορετικών τύπων πλαστικών και χρησιμοποιώντας τα στρατηγικά, μπορούν να γίνουν εναλλαγές για ελαχιστοποίηση της περιβαλλοντικής παραμονής, προσφέροντας σημαντικά οφέλη.
Για παράδειγμα, η μελέτη εφάρμοσε αυτόν τον δείκτη για να μεταβεί σε εναλλακτικά υλικά όπως η κυτταρίνη διακετυλική και τα πολυυδροξυαλκανοειδή για τα καπάκια μίας χρήσης των καψουλών καφέ. Αυτή η αλλαγή θα μπορούσε να μειώσει το περιβαλλοντικό κόστος για την κοινωνία κατά εκατοντάδες εκατομμύρια δολάρια. Αυτά τα καπάκια, που αυτή τη στιγμή κατασκευάζονται από υλικά όπως το πολυγαλακτικό οξύ, το πολυπροπυλένιο και το πολυστυρένιο, συμβάλλουν περίπου στο 5 % όλων των πλαστικών απορριμμάτων που συλλέγονται σε καθαρισμούς ακτών παγκοσμίως. Η κυτταρίνη διακετυλική και τα πολυυδροξυαλκανοειδή, αν και ελαφρώς πιο ακριβά, έχουν χαμηλότερες εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου από το πολυγαλακτικό οξύ και δεν παραμένουν στον ωκεανό.
Καθορίζοντας ποιο υλικό να αντικατασταθεί, η μελέτη εξέτασε αν είναι καλύτερο να χρησιμοποιηθεί υλικό με χαμηλότερες εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου που παραμένει περισσότερο, ή ένα με ελαφρώς υψηλότερες εκπομπές αλλά λιγότερη παραμονή. Για το σκοπό αυτό, η μελέτη ανέθεσε χρηματική αξία στο περιβαλλοντικό κόστος κάθε υλικού.
«Απλώς κάνοντας προϊόντα που παραμένουν λιγότερο, απλώς επειδή δεν υπάρχουν ή εξαφανίζονται πιο γρήγορα, μειώνει τεράστια το κόστος για την κοινωνία.»
– είπε ο κύριος συγγραφέας Jame, μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Τμήμα Θαλάσσιας Χημείας & Γεωχημείας του WHOI
Λαμβάνοντας υπόψη την παραμονή του καπακιού, την οποία οι σχεδιαστές δεν λαμβάνουν υπόψη αυτή τη στιγμή, ο συν-σύμβουλος Christopher Reddy, ανώτερος επιστήμονας στο Τμήμα Θαλάσσιας Χημείας & Γεωχημείας του WHOI, είπε ότι αυτός ο δείκτης είναι «πρωτοποριακός», καθώς αλλάζει τη συζήτηση από τον ορισμό του προβλήματος στην εύρεση λύσεων.
Όπως σημειώνει ο συν-συγγραφέας και συν-σύμβουλος Collin Ward, ερευνητής στο Τμήμα Θαλάσσιας Χημείας & Γεωχημείας του WHOI, δεδομένου ότι τα πλαστικά έχουν υψηλή χρηστικότητα, «δεν θα εξαφανιστούν σύντομα». Ωστόσο, όλοι συμφωνούν ότι το πρόβλημα της ρύπανσης από πλαστικό και το πόσο διαρρέει στο περιβάλλον είναι κρίσιμο. Ο Ward είπε :
«Το πλαίσιο που παρουσιάζεται σε αυτή τη μελέτη αποτελεί ένα σημαντικό πρώτο βήμα προς την επίλυση αυτού του προβλήματος, σχεδιάζοντας υλικά που ταυτόχρονα καλύπτουν τις ανάγκες των καταναλωτών και δεν παραμένουν εάν διαρρεύσουν τυχαία στο περιβάλλον.»
Εταιρείες που Αναπτύσσουν Καινοτόμες Λύσεις για την Απομάκρυνση των Αποβλήτων Πλαστικού
Με τη ρύπανση από πλαστικό να γίνεται κρίσιμο ζήτημα, πολλές εταιρείες παγκοσμίως εργάζονται σε λύσεις για την απομάκρυνση των πλαστικών αποβλήτων από τα υδάτινα δίκτυα, όπως :
1. SUEZ Group
Αυτή η ευρωπαϊκή εταιρεία εστιάζει στη διαχείριση του κύκλου νερού και σε λύσεις ανακύκλωσης και ανάκτησης αποβλήτων παγκοσμίως. Η SUEZ Group διαθέτει σχεδόν 1700 διπλώματα ευρεσιτεχνίας και δέκα ερευνητικά κέντρα για την προστασία του περιβάλλοντος.
Οι μετοχές της εταιρείας είναι εισηγμένες στα χρηματιστήρια Euronext στο Παρίσι και στις Βρυξέλλες και διαπραγματεύονται αυτή τη στιγμή στα 19,83 € . Τον Σεπτέμβριο του 2023, υπέγραψε δύο νέες συμβάσεις για έργα νερού και αποβλήτων προκειμένου να υποστηρίξει περαιτέρω την φιλοδοξία της Κίνας για ουδετερότητα άνθρακα έως το 2060.
2. Clearwater Mills
Η εταιρεία κατασκεύασε τα Trash Wheels για την αντιμετώπιση των αποβλήτων στα ποτάμια και μέχρι τώρα έχει συλλέξει συνολικά περίπου 2 000 τόνους απορριμμάτων. Η λειτουργία του συστήματος είναι ότι φράγματα συγκέντρωσης διαμορφώνονται σε σχήμα V κατά μήκος του ποταμού με ελαστικές φούξες ακριβώς κάτω από την επιφάνεια του νερού για να παγιδεύουν τα απορρίμματα και να τα κατευθύνουν προς τον περιστρεφόμενο υδροκίνητο τροχό που ανυψώνει τα απορρίμματα έξω από το ποτάμι.
Συμπέρασμα
Για την αντιμετώπιση του σοβαρού προβλήματος της ρύπανσης από πλαστικό, είναι κρίσιμο τόσο να κατανοήσουμε το πρόβλημα όσο και να ανακαλύψουμε νέες προσεγγίσεις για την αντιμετώπισή του. Όπως έχουμε δει, διεξάγονται μελέτες για την εξέταση των πλαστικών σε μικροσκοπικό επίπεδο και την αξιολόγηση της απειλής που παρουσιάζουν στα οικοσυστήματα και στην ανθρώπινη υγεία. Επιπλέον, επιστήμονες εργάζονται σε διάφορες στρατηγικές για τη μείωση της παραγωγής πλαστικού και τη βελτίωση του σχεδιασμού και των υλικών των πλαστικών αντικειμένων. Συνολικά, αυτές οι προσπάθειες βοηθούν σχεδιαστές, επιστήμονες και εταιρείες να έχουν σημαντικό αντίκτυπο στην κρίση της ρύπανσης από πλαστικό.
