Проблемы утилизации пластиковых отходов в городе Москва

Пластик - это органический материал, похожий на дерево или бумагу. Сырьем, используемым для производства пластмасс, являются натуральные продукты, такие как целлюлоза, уголь, природный газ, соль и, конечно же, нефть. Пластик основан на синтезе полимеров со вспомогательными наполнителями, стабилизаторами и добавками, которые придают готовому материалу определенные свойства, такие как легкость и долговечность.
Эти свойства, в свою очередь, гарантируют, что пластик будет долго оставаться на плаву, если попадет в водоем, поскольку пластик в основном дрейфует по поверхности и является непригодной, но легкой добычей для морских животных. И только когда он разлагается на более мелкие частицы размером менее 5 мм – микропластики - под воздействием ультрафиолетовых лучей и солености океана, он оседает на дно, образуя новый геологический слой, который называется пластическим горизонтом [1].
Изделия из пластика незаменимы в различных областях применения, однако их утилизация представляет серьезную опасность для окружающей среды, такую как загрязнение подземных вод, деградация почв и угрозы морской экосистеме, что негативно сказывается как на здоровье человека, так и на экологическом балансе. Ключевые проблемы включают быстрое развитие и рост населения, недостаточные технические навыки для обращения с опасными отходами, недостаточную инфраструктуру для вторичной переработки и общую неосведомленность о нормативных актах. Согласно прогнозам, к 2050 году производство пластмасс во всем мире может превысить 650 миллионов тонн, что представляет собой ошеломляющий рост более чем на 22 000% по сравнению с 1950 годом, что подчеркивает настоятельную необходимость принятия мер. Более того, из-за своей химической структуры и длительного периода разложения пластиковые отходы (PW) могут привести к раку, повреждению нервной системы, быстрым генетическим изменениям и нарушениям обмена веществ у людей.
В этом случае стратегии преобразования отходов в энергию и продукты с помощью методов термохимической конверсии могут стать обоюдоострым решением, сводя к минимуму количество отходов и обеспечивая производство продукции с добавленной стоимостью.
Кроме того, использование альтернатив пластику, включая биопластики, нержавеющую сталь, стекло, платиновый кремний, дерево, бамбук, картон, бумагу, хлопок, керамику и многое другое, может стать эффективным способом надлежащего обращения с радиоактивными отходами.
Пластмассы заменили многие традиционные материалы в производстве потребительских товаров благодаря своему легкому весу, долговечности, устойчивости к коррозии, вызываемой большинством химических веществ, универсальности в применении, простоте обработки и экономичности. Однако эти преимущества сопровождаются существенными экологическими недостатками. Загрязнение окружающей среды пластиком привлекло значительное внимание международного сообщества, заняв третье место в мире по количеству отходов.
Кроме того, недавние исследования показали, что пластмассы на масляной основе обладают высокой устойчивостью к биологическому разложению, что приводит к их накоплению в окружающая среда [1]. Эта проблема усугубляется стремительной индустриализацией и ростом населения, что приводит к неизбежному увеличению количества как органических, так и неорганических отходов в городах. Глобальный рост пластиковых отходов обусловлен ростом населения и потребления на душу населения [2]. Более того, неадекватные методы утилизации и отношение к одноразовому использованию усугубляют накопление пластиковых отходов, что приводит к истощению ценных ресурсов и загрязнению как наземных, так и водных экосистем [1,3].
Исследования показывают, что в настоящее время объем образования отходов в мире составляет около 1,7–1,9 миллиарда метрических тонн в год, и ожидается, что к 2050 году этот показатель возрастет до 27 миллиардов метрических тонн в год. По прогнозам, почти треть этих отходов будет поступать только из Азии [4]. Примерно 50-70% этих обширных отходов собирается для утилизации, при этом на неуправляемые свалки приходится 15% собранных отходов [5,6].
Воздействие этих отходов на окружающую среду усугубляется наличием пластикового мусора, на долю которого приходится почти 5% твердых бытовых отходов [7]. Такая ситуация является ситуация еще более осложняется высоким потреблением пластмассовых изделий на душу населения, особенно в Северной Америке и Азии, где люди потребляют около соответственно, на душу населения приходится 120 кг изделий из пластика. Способность пластмасс к биологическому разложению затрудняет их утилизацию, что приводит к серьезным экологическим проблемам [8].
В течение нескольких лет Азия была крупнейшим потребителем полимеров, производя 30 % всех пластиковых отходов [9]. С 1992 по 2016 год в Китай поступало 45 % пластиковых отходов в мире, что привело к широкому распространению огромного количества пластиковых отходов в результате
Запрет на импорт из Китая. Ожидается, что к 2030 году этот разброс достигнет 111 миллионов метрических тонн [10]. Запрет вызвал значительные изменения в глобальной системе переработки пластика, вызвав панику и потребовав быстрой адаптации [11]. Хотя многие страны признают, что этот запрет привел к значительным изменениям в мировой системе переработки пластика. Осознавая важность переработки и использования бытовых пластиковых отходов, они сталкиваются с нехваткой необходимой промышленной инфраструктуры и мощностей [12]. В результате большое количество пластиковых отходов было экспортировано в другие азиатские страны, такие как Индонезия, Вьетнам, Малайзия и Филиппины, а Турция также стала новым рынком переработки пластиковых отходов для некоторых европейских стран [13,14].
Согласно последним прогнозам, объем образования твердых бытовых отходов в мире, как ожидается, увеличится примерно с 2,3 миллиарда метрических тонн в 2023 году до 3,8 миллиарда метрических тонн тонн к 2050 году. Это увеличение подчеркивает настоятельную необходимость совершенствования стратегий управления отходами во всем мире, особенно в быстро урбанизирующихся регионах [15]. Следовательно, эти страны ввели меры по контролю за импортом пластиковых отходов. Некоторые ученые полагают, что введение запретов на импорт в развивающихся странах может стимулировать развитые страны к созданию новых предприятий по переработке пластика, хотя торговля пластиковыми отходами пока остается прибыльной для трейдеров [15].
Значительная часть этих массивных пластиковых отходов отправляется на свалки, а часть используется для производства энергии путем сжигания. Однако в процессе сжигания образуются опасные выбросы и твердые частицы, что создает дополнительные риски для окружающей среды и здоровья. Более того, ежегодно в океаны сбрасывается огромное количество - от 10 до 20 миллионов тонн пластмасс, что способствует постепенному ухудшению состояния морских экосистем [16]. Эта экологическая угроза усугубляется значительным потреблением ископаемого топлива, при этом около 4% используется в качестве сырья для производства пластмассовых изделий и еще 3-4% требуется для подпитки этих отраслей промышленности [17].
Местные предприятия в разных странах часто предпочитают импорт недорогих пластиковых отходов инвестициям в системы переработки бытовых отходов. Пластиковые отходы составляют более 12% от общего объема твердых бытовых отходов (ТБО), производимых во всем мире, что создает длительный риск выброса опасных химических веществ на свалки, что может привести к загрязнению грунтовых вод. Этот риск связан с наличием микропластика в сухом осадке утилизируются на свалках после очистки сточных вод [18]. В некоторых случаях, например, в Турции, система управления отходами была перегружена из-за быстрого притока пластиковых отходов после введения запрета в Китае, что привело к постоянному увеличению загрязнения отходами [3].
Постоянное загрязнение окружающей среды пластиковыми отходами остается все более серьезной проблемой, поскольку его можно полностью устранить только с помощью разрушительных термических обработок, таких как сжигание или пиролиз [6]. Эффективные стратегии обращения с отходами, за которые ратует Европейский союз.
Европейский союз (ЕС) и Агентство по охране окружающей среды США (EPA) уделяют приоритетное внимание предотвращению образования отходов и их сокращению. Среди альтернатив предпочтение отдается повторному использованию, переработке отходов и рекуперации энергии, в то время как утилизация считается наименее выгодным вариантом. Включение биоразлагаемых пластмасс в эти стратегии имеет важное значение, поскольку они предлагают новые варианты утилизации отходов с истекшим сроком службы, недоступные для неразлагаемых пластмасс, такие как анаэробное сбраживание и компостирование. Биоразлагаемые пластики, загрязненные пищевыми продуктами, могут подвергаться компостированию, в отличие от биоразлагаемых пластиков, которые препятствуют усилиям по переработке отходов.
Несмотря на многочисленные усилия и достижения в области обращения с пластиковыми отходами, остаются значительные пробелы во внедрении устойчивых крупномасштабных решений. Существующие исследования в основном сосредоточены на традиционных методах, таких как захоронение отходов на свалках и сжигание, которые часто усугубляют ухудшение состояния окружающей среды в результате загрязнения и выбросов.
Несмотря на многообещающие технологии переработки и использования отходов для получения энергии, их масштабируемость, экономическая эффективность и воздействие на окружающую среду остаются проблемными областями, особенно в регионах, где отсутствует инфраструктура и нормативно-правовая поддержка. Кроме того, хотя политика поскольку Стратегия Европейского союза в области пластмасс и глобальная приверженность ЮНЕП новой пластмассовой экономике поощряют сокращение использования одноразовых пластмасс и устойчивую практику вторичной переработки, правоприменение и межрегиональная согласованность являются постоянными проблемами. Кроме того, новые устойчивые технологии обращения с пластиковыми отходами редко рассматриваются в рамках комплексного подхода, который учитывает экономические, социальные и экологические последствия одновременно. Этот пробел подчеркивает необходимость комплексного подхода, который оценивает как существующие, так и инновационные методы для обоснования устойчивой политики и практической реализации в различных социально-экономических контекстах.
Возможные альтернативы
В свете воздействия пластиковых отходов на окружающую среду, различные экологически чистые альтернативы предлагают многообещающие решения. На рисунке 1 показаны различные альтернативы одноразовым пластмассам, которые могут способствовать более экологичному будущему.