プラスチックは、人類がこれまでに生み出した材料の中で最も有用で成形可能な材料の一部です。しかし、その優れた特性の 1 つである耐久性により、長期的な汚染物質となる可能性もあります。
廃棄されたプラスチックが視覚的に与える影響を確認するのにそれほど時間はかかりません。都市でも田舎でも、私たちの周りのいたるところで、古いボトル、食料品の袋、電子機器のパッケージなどの形でプラスチックごみが目に見えています。これらのプラスチックはすぐになくなるわけではありません。
それは、プラスチックを分解する自然プロセスがないためです。そのため、プラスチックの破片がどれくらいの期間存続するかを正確に知っているとは誰も正直に言えません。推定では数百年、さらには数千年にも及びます。それは、プラスチックが石油ベースの合成ポリマーだからです。ポリマーは分子の大きな鎖であり、プラスチックの場合、微生物が攻撃を開始するには巨大すぎるためです。
一部のメーカーは、埋め立て地や環境でプラスチックを生分解させるために、プラスチックに添加剤を組み込んでいます。これらの有機添加剤は細菌、真菌、その他の微生物を引き寄せ、プラスチックにゆっくりと順応し、さまざまな組み合わせの酸と酵素でプラスチックを有機分子に分解します。しかし、プラスチックの大部分にはこれらの添加剤が含まれていないため、微生物の攻撃をほとんど受けません。
しかし、紫外線は光分解と呼ばれるプロセスを通じてプラスチックを分解する可能性があり、実際に分解します。光劣化とは、光にさらされることによって複雑な材料がより単純な材料に分解されることです。
すべてのプラスチックが太陽光で消滅すれば、世界はもっときれいになるかもしれません。読み続ければ、この種のプラスチック技術がいかに現実的であるかがわかるでしょう。
買い物袋の日焼け
人間の皮膚と同様、プラスチックは太陽からの紫外線 (UV) によって劣化しやすくなります。地球の表面に届く太陽の紫外線の波長は 280 ～ 400 ナノメートルであるため、およそ 390 ～ 750 ナノメートルの波長の光が見える人間の目には見えません。
屋外では、ポリマー分子を電撃させるのに十分な量の紫外線が存在します。十分に暴露すると、UV 光がプラスチック内で化学反応を引き起こし、その結果、大きなポリマー分子が切断されます。
昔ながらのプラスチックは日光に特に敏感ではないため、直射日光の下でも非常に長期間使用できます。しかし、いくつかの賢い分子操作、または添加剤の統合によって、技術者はより早く光分解するプラスチックを作ることができます。
特定の化学添加物はプラスチックの感光性を高める可能性があります。一般的な添加剤 (促進剤、光増感剤、促進剤とも呼ばれる) には、ケトンカルボニル、一酸化炭素カルボニル、およびさまざまな種類の金属ブレンドが含まれます。
カルボニルは、プラスチック分子と絡み合う有機化合物の一種です。他の添加剤には、二段階の分解プロセスの開始を助ける鉄、コバルト、ニッケルなどの金属塩が含まれます。
第 1 段階では、添加剤が紫外線を吸収し、ポリマー内に弱い結合を生じさせるため、大きな合成分子はどんどん弱くなります。プロセスの第 2 段階は、風や波などの環境要因が製品に衝撃を与え、酷使することで起こり、最終的には崩壊につながります。
プラスチック樹脂と添加剤のブレンドには試行錯誤が必要で、エンジニアは強度、非毒性、分解速度のバランスをとります。
ワンリッターソリューション
光分解性製品の反応は、多くの要因に応じて異なります。紫外線の強度は光劣化の速度に影響します。つまり、日陰、雲量、地理的位置が、友人が車の窓から投げ出したおむつにどれだけの紫外線が届くかに影響を与えるということです。
しかし現実には、ほとんどのプラスチックはビーチで日光浴する時間があまりありません。プラスチック製品は使用が完了すると、通常、埋め立て地に捨てられるか、環境中に散乱します。リサイクルされるプラスチックはわずか約 8% です 。したがって、米国だけで毎年 3,000 万トンを超えるプラスチックが生成されていることを考えると、特に光劣化の観点から、場所が重要になります。
場合によっては、これらの光に敏感なプラスチックは埋め立て地で分解されますが、それは埋め立て地に掘り込まれる前に十分な量の紫外線を受けた場合に限られます。他の光分解性プラスチックは、地元の埋め立て地に到達すると、数え切れないほどの年月にわたって完全にそのままの状態で残ります。さらに、野生では完全に分解するものでさえ、他の生物によって消費されることが多く、その結果、私たちの食物連鎖に小刻みに侵入する可能性があります。プラスチック消費による影響が完全に無害であると断言できる人は誰もいません。
現在、光分解性プラスチックは、意図的かどうかにかかわらず、ポイ捨てが関係する状況で非常に役立ちます。したがって、グランドティトン国立公園に吹き込んだ食料品の袋については、少なくとも最終的には太陽の影響で被害が軽減されるという希望がある。
結局のところ、この種の分解性プラスチックは、私たち人間が生み出すすべてのプラスチックゴミをどのように処理するのかという大きな問題に対する解決策の 1 つのタイプにすぎません。現時点では、再利用とリサイクルが最善の選択肢ですが、プラスチックが脱獄して世界に流出した場合、分解性プラスチックは古いタイプのポリマー材料ほど何世代も持続しない可能性があることを知っておくのは良いことです。
著者のメモ
1960 年には、米国の固形廃棄物にプラスチックが含まれるのはわずか約 1% でした。現在、その数字は 12% ほどです。これらのプラスチックのほとんどは、私たちが使用した後、直接ゴミ捨て場に捨てられています。これは、特にプラスチックが製造業者にとって簡単に溶かして新しい製品に再利用できることを考慮すると、極度の無駄を浮き彫りにする事実です。
分解性プラスチックは、当社の廃棄物管理戦略全体において優れた戦略です。これは、世界中で毎年ゴミになる約 40 億枚のビニール袋に特に当てはまります。しかし、長期的な持続可能性を考えると、材料を常に廃棄するのではなく、リサイクルして再利用する方が良いでしょう。
