Các nhà bảo vệ môi trường đều nói rằng, nhựa là một trong những chất gây ô nhiễm chính trên hành tinh chúng ta và cần phải loại bỏ nó. Tuy nhiên, các nhà khoa học vẫn tiếp tục phát triển các loại nhựa và phương pháp sản xuất mới.
Các nhà khoa học đang giải quyết những vấn đề nào? Khi nào thế giới sẽ từ bỏ nhựa? Liệu có thể tái chế toàn bộ lượng rác thải nhựa? Vấn đề chính với nguồn vi nhựa là gì? Giáo sư Keith Stevenson của Skoltech trả lời các câu hỏi này trong cuộc phỏng vấn của Sputnik.
Sputnik: Sản lượng sản xuất nhựa trên thế giới là bao nhiêu, tại sao nhựa lại nguy hiểm, nhựa mất bao lâu để phân hủy? Liệu nhựa có thể được coi là vĩnh cửu?
- Con người đang sống trong thế giới nhựa. Nhựa đang trở thành một thành phần chính của cuộc sống hàng ngày. Khi bạn đặt hàng trực tuyến hoặc đến cửa hàng, các thứ hàng mà bạn mua đều có bao bì bảo vệ, và trong đa số trường hợp đó là bao bì nhựa.
© SPUTNIK / KIRILL KALLINIKOV
Người Nhật học cách biến rác thải nhựa thành nhiên liệu lỏng
Khoảng 160 triệu tấn Ethylene được sản xuất hàng năm, doanh thu thị trường này là 160 tỷ USD /năm. Nhựa được làm từ ethylene là một ngành công nghiệp có quy mô thị trường lớn trên thế giới. Và hầu hết nhựa này được gọi là polyethylene. Khi bạn mua chai đựng chất lỏng, bạn có thể thấy các ký hiệu dưới đáy. Chai thường được làm từ HDPE - polyethylene mật độ cao. Nhưng, polyethylene cũng có thể có mật độ thấp hoặc mật độ trung bình. Điều này chủ yếu xác định mức độ trùng hợp, được gọi là mật độ của nhựa. Mật độ của nhựa quyết định tốc độ phân hủy của nó sau khi sử dụng, nhưng, trong mọi trường hợp, ở đây nói về mấy nghìn năm. Sản phẩm nhựa không phân hủy.
Ngay cả khi nói đến các dạng nhựa khác, bạn vẫn kết thúc với nhựa khó phân hủy. Ví dụ, bạn có thể sử dụng ethylene để sản xuất poli (vinyl clorua) - PVC, đây là cơ sở cho hệ thống ống nước trong nhà của bạn. Đây là một loại nhựa có khả năng chống ăn mòn hóa chất tốt hơn.
© AP PHOTO / CHUCK BURTON
Những chiếc chai tại nhà máy tái chế nhựa ở Mỹ.
Nhưng, ở đây có một vấn đề khác. Khi bạn đưa các halogen (clo, flo, brom và iốt, v.v.) có thể có trong rác thải nhựa vào môi trường, chúng không chỉ tồn tại lâu hơn mà còn biến thành các hợp chất hóa học độc hại.
Sputnik: Tại sao các nhà khoa học đang nghiên cứu việc biến khí thải CO2 thành nhựa?
- Nhân loại đang cố gắng loại bỏ khí thải gây hiệu ứng nhà kính, có liên quan đến biến đổi khí hậu. Khí nhà kính cũng được thải ra trong quá trình sản xuất nhựa. Mối liên hệ như vậy với biến đổi khí hậu có vẻ không rõ ràng, nhưng, trên thực tế, chính việc phát thải khí nhà kính đang khiến con người thay đổi cách sống. Việc phát thải khí nhà kính tác động đến khí hậu, dẫn đến sự tan chảy ồ ạt của các sông băng, mực nước biển dâng cao và những hậu quả thảm khốc khác. Do đó, một lĩnh vực nghiên cứu khác của các nhà khoa học là tìm kiếm cách thu giữ CO2 từ khí quyển hoặc biến khí thải CO2 thành nhựa. Các nhà khoa học đã thảo luận vấn đề này vào những năm 1970, sau đó vào những năm 1980 khi việc sử dụng dầu đạt đỉnh. Họ bắt đầu suy nghĩ về cách làm giảm lượng khí thải CO2 trong quá trình sản xuất nhựa. Một số nhà khoa học đã đề xuất sản xuất carbon monoxide (CO) từ CO2, chất không gây ảnh hưởng bất lợi đến khí quyển trong quá trình sản xuất nhựa. Nhưng công nghệ này vẫn tốn kém nếu bạn chuyển đổi CO2 thành carbon monoxide bằng cách sử dụng điện.
Vật liệu mới tái chế nhựa và hấp phụ khí CO2
Tất cả các phương pháp khác đòi hỏi trùng hợp etylen ở áp suất cao và nhiệt độ cao, vì vậy vấn đề chính là lấy CO2, phân hủy nó và lấy ethylene. Các nhà khoa học ở các quốc gia khác nhau đang nghiên cứu những phương pháp mới, thân thiện hơn với môi trường để sản xuất ethylene từ các nguyên liệu thô khác nhau, chủ yếu là khí tự nhiên. Nếu các cuộc nghiên cứu đem lại kết quả, mức độ ô nhiễm sẽ giảm đáng kể. Các cơ sở sản xuất ethylene thải ra hơn 200 triệu tấn CO2 vào khí quyển hàng năm.
Giới khoa học bắt đầu xem xét kỹ lưỡng phương pháp sau đây. Các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng, các chất xúc tác đặc biệt có trong tế bào điện hóa có độ pH cao có thể tổng hợp chọn lọc các hợp chất như ethanol và ethylene. Sự phát triển của phương pháp này đã dẫn đến kết luận rằng 87% lượng khí thải CO2 có thể được chuyển đổi thành ethanol và ethylene.