Chống lại hạt

Microplastic ở khắp mọi nơi: Chúng tôi biết điều đó nhiều. Nhưng chúng ta có nên lo lắng không? Những gì chúng tôi có thể làm gì về nó? Một số diễn giả tại Hội nghị Tài nguyên sinh học và Chất rắn sinh học châu Âu của Aqua Enviro, vào cuối tháng XNUMX, đã trình bày những phát hiện từ một dự án nhằm tìm hiểu mức độ của chất gây ô nhiễm này trong phân trộn và phân hủy AD. Một sự thay đổi trong bối cảnh chính sách dường như sắp xảy ra, như Envirotec đã phát hiện ra.

Một trở ngại rõ ràng mà các nhà điều tra tương lai phải đối mặt là thuật ngữ không nhất quán. Ngay cả định nghĩa về “vi nhựa” cũng rất khó hiểu. Các hạt rất khác nhau tùy theo kích thước, loại vật liệu và xuất xứ (xem phần “Sơn lót hạt”, đối diện). Một báo cáo năm 2019 của Hiệp hội Hoàng gia cho biết: “Có khả năng phần lớn các hạt nhựa siêu nhỏ đến từ sự phân mảnh của các mảnh rác nhựa lớn hơn trong môi trường,” và xu hướng phân hủy hoặc phân mảnh của rác thải được hỗ trợ bởi những thứ như Bức xạ tia cực tím, xói mòn vật lý và thay đổi nhiệt độ.

Nhưng những mảnh nhựa nhỏ li ti theo vô số con đường vào môi trường. David Tompkins, một nhà khoa học về đất của Aqua Enviro, cho biết, ví dụ như Rivers, mặc dù chúng tôi cho rằng đây là vấn đề cụ thể của lưu vực sông. Và không phải tất cả các dòng sông đều chứa cùng một lượng vi nhựa. Rác thải trên đường là một nguồn khác – và lốp xe là một nguyên nhân đặc biệt gây ra tình trạng ô nhiễm này. Áp dụng chất rắn sinh học cho đất cũng là một thủ phạm.

Ở giai đoạn này, chúng tôi không biết nhiều về những đóng góp tương đối của từng loại. “Đó có phải là lý lẽ để không làm gì không?” Tompkins hỏi. “Tôi không nghĩ vậy, nhưng chúng ta cần phải cẩn thận với những hành động của mình.” Một đánh giá thận trọng có thể nằm ngoài dự kiến ​​từ một bài thuyết trình có tiêu đề (mặc dù rõ ràng là có ý mỉa mai) “Vậy nếu có vi hạt nhựa trong tài nguyên sinh học thì sao?”

Chúng ta biết những gì?

Khoảng trống trong cơ sở bằng chứng là một đặc điểm nổi bật của chủ đề hiện nay. Chúng tôi không biết đủ để thông báo chính sách. Những nỗ lực hữu ích đã bắt đầu đo lường và điều chỉnh hàm lượng hạt vi nhựa trong một số nguồn tài nguyên sinh học, nhưng chúng ta có một bức tranh rất không đầy đủ.

Khi nói đến Vương quốc Anh, “nó thực sự không tệ lắm đâu”, và mặc dù chúng tôi không phải là quốc gia hoạt động tốt nhất, nhưng Vương quốc Anh là một trong những quốc gia hoạt động tốt nhất về các giới hạn đã được áp dụng đối với hàm lượng nhựa trong các vật liệu như phân hữu cơ và tiêu hóa.

Tại Vương quốc Anh, các quy tắc tiêu chuẩn về giấy phép môi trường đối với AD và các địa điểm ủ phân đặc biệt loại trừ chất thải “bị ô nhiễm đáng kể với các chất gây ô nhiễm không thể phân hủy hoặc tiêu hóa được, đặc biệt là nhựa và rác thải”, không được vượt quá 5% trọng lượng tính theo trọng lượng (w/ w), “và sẽ ở mức thấp nhất có thể một cách hợp lý trước ngày 31 tháng 2025 năm 5”. Tompkins thừa nhận rằng con số này cực kỳ cao, mặc dù trên thực tế, số tiền hàng ngày thấp hơn mức đó. “XNUMX% dường như là mức mà các hợp đồng LA hiện đang được chốt,” anh ấy nói, và “thấp nhất có thể thực hiện được” vẫn chưa được xác định. Đủ để nói rằng các cơ quan quản lý đang xem xét kỹ lưỡng vấn đề này.

Liên quan đến kế hoạch tăng cường thu gom chất thải thực phẩm của Defra, WRAP đã công bố lộ trình chất thải hữu cơ vào năm 2019, chỉ rõ nhu cầu về chất lượng liên quan đến đầu vào, hoạt động và đầu ra của các quy trình như AD (đích đến của hầu hết rác thải) và quá trình ủ phân. Nó phân bổ các hành động cho các bên liên quan bao gồm EA, chính quyền địa phương và các nhà chế biến hữu cơ. Các câu hỏi mà WRAP muốn hỏi thị trường bao gồm: Tốt hơn là nên thu gom rác thải thực phẩm trong các tấm lót caddy có thể phân hủy được hoặc không thể phân hủy được?

Việc không thể theo dõi số phận của những lựa chọn nguyên liệu như vậy là một động lực cho dự án mà Fonseca và Tompkins đã trình bày tại sự kiện tháng XNUMX. Dự án bắt đầu để xác định những gì chúng ta biết hiện tại về ô nhiễm nhựa trong phân ủ và chất phân hủy được phân tách tại nguồn ở Vương quốc Anh, cũng như bằng chứng nào cho thấy các mức này có thể gây hại. Nó cũng nghiên cứu cách đo mức độ nhựa trong phân trộn, chất tiêu hóa và đất, cũng như các biện pháp can thiệp quy trình nào có sẵn để giảm thiểu.

Tại Vương quốc Anh, các giới hạn áp dụng cho ô nhiễm nhựa trong các vật liệu đầu ra này có xu hướng tuân theo các yêu cầu của chương trình chứng nhận như PAS100, áp dụng cho phân hữu cơ và chỉ định giới hạn trên của chất gây ô nhiễm vật lý là 0.25% khối lượng, trong đó tối đa 0.12% m/m có thể là nhựa. Tiêu chuẩn tương đương cho chất phân hủy, PAS110, quy định giới hạn chất gây ô nhiễm vật lý dựa trên hàm lượng nitơ. Tiêu chuẩn nghiêm ngặt nhất ở Vương quốc Anh được áp dụng để tiêu hóa ở Scotland và về cơ bản là 8% giới hạn PAS110.

Tompkins cho biết phản hồi từ Scotland là những giới hạn này có thể đạt được, mặc dù chúng có nghĩa là sàng lọc bổ sung sau quá trình tiêu hóa và do đó tăng thêm chi phí xử lý.

Trên thực tế, anh ấy cho rằng khoa học đằng sau nó là chủ đề, trích dẫn vai trò công cụ của chính anh ấy trong việc đưa ra con số 8%; đó là thứ tự đánh giá chủ quan hơn, dựa trên tính toán “trường hợp xấu nhất” xuất phát từ giới hạn chất gây ô nhiễm vật lý của PAS110.

Vậy có bao nhiêu nhựa thực sự có trong sản phẩm được chứng nhận với các tiêu chuẩn như PAS?

Renewable Energy Assurance Limited (REAL) cung cấp các chương trình đảm bảo chất lượng và xử lý chất thải cuối nhằm đạt được sự tuân thủ với PAS và các yêu cầu của Scotland. Nhóm đã công bố kết quả nghiên cứu vào ngày 6 tháng 0.2 cho thấy rằng trong phần lớn các mẫu phân hữu cơ, mức độ ô nhiễm nhựa giảm xuống dưới XNUMX% khối lượng/khối lượng. .

Bài trình bày của Fonseca Aponte đã trích dẫn các nghiên cứu độc lập về các địa điểm ủ phân (được chứng nhận PAS100), với các mức ô nhiễm nhựa được trích dẫn khác nhau ở mức 0.08% đến 0.48% trọng lượng khô (từ ba địa điểm AD năm 2006), 0.1 đến 2.1% trọng lượng khô trong không khí (một nghiên cứu năm 2011 của các bãi rác xanh ở xứ Wales) và con số trung bình là 0.03% trọng lượng khô trong một nghiên cứu năm 2017. Cô ấy nói rằng các số liệu không nhất quán là một trở ngại cho việc so sánh và dự án đã đưa ra các khuyến nghị để giải quyết vấn đề này.

Truy cập dữ liệu cũng là một trở ngại. Không có nhiều thứ có sẵn từ EA, không có gì từ SEPA và NRW đã không đáp ứng yêu cầu của họ. Tuy nhiên, một bộ dữ liệu lớn cho vật liệu PAS100 và 110 có sẵn từ REAL. Điều này tập trung vào các hạt lớn hơn 2 mm và có thời hạn hai năm, nhưng phải trả phí để truy cập.

Các điểm mù đáng chú ý là phân biệt đối xử giữa các loại nhựa khác nhau – và không có thông tin gì về số phận của nhựa có thể phân hủy được, nguồn gốc của tỷ lệ ô nhiễm ngày càng tăng và là điều quan trọng nếu có động thái thu gom rác thải thực phẩm trong các lớp lót có thể phân hủy được . Những loại nhựa này cũng có thể đưa ra những thách thức đối với AD.

Cô ấy nói, ngay cả định nghĩa về “có thể phân hủy được” vẫn là một nguồn gây ra sự không chắc chắn.
Một điểm mù khác là với các hạt dưới 2mm – và vi nhựa hoặc nhựa nano nói chung.

Độ phân giải sắc nét

Sự rõ ràng của bức tranh hiện tại bị giới hạn bởi các phương pháp được sử dụng để lấy mẫu và định lượng. Thử nghiệm PAS100 và 110 sử dụng cả sàng lọc (khô hoặc ướt) và phân loại trực quan. Vật liệu được truyền qua lưới 2 mm, vì vậy nó chỉ tách ra các mảnh 2 mm trở lên. Nó cũng gây khó khăn cho việc phân biệt sợi làm từ nhựa và sợi len. Đôi khi vật liệu hữu cơ bị mắc kẹt bên trong nhựa, làm sai lệch phép đo trọng lượng.

Một triển vọng trước mắt cho tương lai, để phân biệt giữa nhựa có thể phân hủy và không thể phân hủy (nghĩa là gốc dầu) là sử dụng quang phổ FTIR do hai trong số các phòng thí nghiệm mà họ tiếp cận cung cấp. Đây có vẻ là lựa chọn thương mại nhất, mặc dù “vẫn có chi phí cao liên quan”. Nhựa có thể phân hủy có xu hướng xuống cấp trong quá trình khai thác, điều này làm phức tạp thêm vấn đề. FTIR cũng sẽ phụ thuộc vào việc có một thư viện quang phổ riêng, thể hiện nhu cầu biết trước loại nhựa mà bạn muốn tìm thấy trong các mẫu.

Các phương pháp quang phổ như FTIR và Raman cung cấp một cách để xác định loại polyme chính xác.

Các phương pháp quang phổ như FTIR và Raman cung cấp một cách để xác định loại polyme chính xác. Chúng cũng có thể được sử dụng kết hợp với phần mềm quét để cung cấp số đếm tự động về số lượng hạt của mỗi polyme. Nhưng họ không thể cho bạn biết trọng lượng, một số liệu tốt nhất có được bằng phương pháp khác, chẳng hạn như phân tích nhiệt lượng.

Các kỹ thuật nhận dạng trực quan là tốt nhất nếu bạn muốn biết kích thước, hình dạng và màu sắc của các hạt nhựa – vì vậy các phương pháp như kính hiển vi điện tử quét (SEM), kính hiển vi ánh sáng và kính hiển vi điện tử truyền qua. Nhưng chúng không giúp ích nhiều cho việc xác định loại polyme.

Vì vậy, có vẻ như đây là một vấn đề phức tạp về đo lường “con ngựa cho các khóa học” và nếu ngành chọn thực hiện những điều này, thì nó sẽ “đắt hơn một chút so với những gì chúng tôi hiện có trên các tiêu chuẩn [PAS]”.

Định lượng nhựa trong phân trộn và phân hủy có xu hướng tập trung vào các hạt lớn hơn 2 mm và có các tiêu chuẩn được áp dụng. Khoảng trống trong bức tranh tiêu chuẩn bao gồm định lượng nhựa trong đất và phân biệt các loại nhựa khác nhau (xem bảng ở trên).

Cô ấy đề xuất giai đoạn tiếp theo của công việc sẽ là phân tích dữ liệu hiện có về các hạt lớn hơn 2 mm và bắt đầu xây dựng một bức tranh về những gì ở đó ở mức dưới 2 mm.

Một đánh giá năm 2019 về vi nhựa trong nước ngọt và đất cho thấy các nghiên cứu trước đây có thể đã ước tính thấp số lượng hạt vì chúng có thể dễ bị nhầm với các hạt hữu cơ.

Chúng ta có thể sống với nó?

Tompkins coi câu hỏi “vậy thì sao?” yếu tố. Trong khi chúng tôi đang làm việc để thiết lập một bức tranh rõ ràng về những gì đang tồn tại, chúng tôi cũng nên xem xét những tác hại mà hạt vi nhựa có thể gây ra trong các nguồn tài nguyên sinh học như phân trộn và chất tiêu hóa, và liệu có mức độ nào mà chúng ta có thể chung sống được hay không – mặc dù anh ấy khá rõ ràng rằng mức độ ưa thích của mình là “không”, đây là một ứng dụng đơn giản của nguyên tắc phòng ngừa, vì chúng ta thực sự không biết chúng sẽ gây ra những tác động gì. Nhưng có rất nhiều bằng chứng về những tác hại đã được xác định (xem hộp “Tác hại: Chúng ta biết gì?”).

Một khó khăn dường như xảy ra với các kết quả thí nghiệm ngoại suy – vốn có xu hướng ủng hộ việc sử dụng quá nhiều chất dẻo – đối với những gì xảy ra trên thực địa. Chúng ta đang ở đâu với các tiêu chuẩn như PAS110 và PAS100 tương đương với nồng độ nhựa trong đất bắt đầu từ 0.006% trên cơ sở trọng lượng khô trong một thập kỷ - chỉ đơn giản là rất nhỏ so với những gì đã được ghi nhận liên quan đến các tác động như vấn đề sinh sản ở giun đất. Một thách thức khác là một số tác hại được báo cáo phụ thuộc vào bản chất của chính hạt nhựa. Nó có phải là polyetylen không? Một bộ phim? hạt? Là các cạnh thô hoặc mịn? Một con giun đất có thể ăn nó? “Vì vậy, tùy thuộc vào sự kết hợp các câu hỏi đó, kết quả mà bạn thấy bằng thực nghiệm có thể thực sự rất khác. Vì vậy, tôi rất kiên quyết phản đối một giới hạn duy nhất đối với hạt vi nhựa trong bất kỳ vật liệu nào.”

Ông cũng đưa ra các ví dụ cho thấy rằng “trong nhiều trường hợp, các phát hiện từ nghiên cứu này hoàn toàn không có tính nhất quán thực nghiệm, điều này một lần nữa… tạo ra vấn đề cho chúng tôi khi nghĩ về giới hạn đối với các vật liệu này trên đất liền.”

Nano khúc khích

Di chuyển xuống quy mô để nghiên cứu các hạt nhỏ hơn cũng trở nên phức tạp – và có thể là một phần lý do tại sao việc theo dõi cho đến nay vẫn bị mắc kẹt với các hạt có đường kính 2 mm và lớn hơn. Các nhà nghiên cứu Đức đã làm rất nhiều việc với 1mm. Phản hồi của Tompkins từ những người làm việc ở quy mô đó bằng cách sử dụng kỹ thuật sàng khô hoặc ướt tiêu chuẩn là nó “cực kỳ khó khăn” và liên quan đến việc nhặt các mảnh vỡ bằng nhíp. “Nói một cách chính xác, bạn nên làm sạch mọi vết bẩn trên bề mặt trước khi làm khô hoặc cân [vật liệu].” Điều này cũng có nghĩa là bạn phải xem xét việc áp đặt các loại giới hạn khác ngoài dựa trên trọng lượng, chẳng hạn như chiều dài của một mảnh vật liệu khi được đặt trên một mặt phẳng – vì vậy, một thử nghiệm bổ sung khác.

Quy định về phân bón trong tương lai

Ông cũng nói về các quy định đối với các sản phẩm phân bón ở Châu Âu – chúng có giới hạn, sẽ giảm xuống vào năm 2026. Chúng tôi có tùy chọn xây dựng các quy định của riêng mình ngay bây giờ, dựa trên yêu cầu của chúng tôi. Điều này cũng có thể tạo cơ hội để kết hợp các giới hạn liên quan đến bùn thải. Những chiếc bánh có nguồn gốc từ polyme khử nước là một nguyên nhân gây lo ngại và ông nói rằng chúng ta cần xem xét kỹ các polyme này và số phận môi trường của chúng – “chúng không phải là nhựa theo nghĩa thông thường”, ông nói, nhưng chúng là những phân tử chuỗi dài chậm bị phá vỡ, và anh ấy có xu hướng nghĩ về chúng liên quan đến toàn bộ vấn đề này.

Tại một cuộc họp gần đây, nơi dự án thu hút ý kiến ​​của các bên liên quan ở Anh, họ đã được hỏi về việc nên đặt ra các giới hạn nào cho hạt vi nhựa – tức là, hãy ở nguyên vị trí của chúng ta, áp dụng cách tiếp cận dẫn đầu thị trường (như Scotland) hoặc áp dụng số không. Ông gợi ý, dẫn đầu thị trường có lẽ là dễ dàng nhất, với vấn đề đơn giản là điều chỉnh các hoạt động trên toàn Vương quốc Anh, nhưng họ thực sự nói rằng họ muốn đạt được con số không. “Ok, đó sẽ là… thử thách,” anh nói. Trong mọi trường hợp, hiện tại đơn giản là không thể có giới hạn dựa trên bằng chứng do những hạn chế của dữ liệu.

Đi đến mức “thấp nhất có thể thực hiện được” sẽ liên quan đến việc thực hiện một số công việc trên dữ liệu hiện có để xác định mức độ chính xác của nó.

Vì vậy, vâng, anh ấy tóm tắt, có rất nhiều chất dẻo trong môi trường và rất nhiều bằng chứng về tác hại trong điều kiện thí nghiệm, nhưng không có bằng chứng về tác hại trong lĩnh vực này. Thị trường phân bón lấy từ quá trình ủ phân và phân hủy vẫn sôi động – và thậm chí trước chiến tranh ở Ukraine, khiến giá cả tăng đột biến. “Vì vậy, có một số loại bất đồng về nhận thức ở đây giữa nhóm đồng đẳng về quy định chính sách, nếu bạn muốn, và những gì thị trường thực sự chuẩn bị để sống cùng.” Trong khi chờ đợi, các cơ quan quản lý đang xem xét vấn đề này chặt chẽ và chúng ta nên kỳ vọng các giới hạn cho phép sẽ giảm xuống.

dự án

1. Vi nhựa trong nước ngọt và đất: Tổng hợp bằng chứng. Tháng 2019 năm XNUMX. Hiệp hội Hoàng gia

Các hạt nhựa có thể được nhóm lại theo kích thước, hình dạng, vật liệu và các yếu tố khác. “Vi nhựa” thường đề cập đến các mảnh có đường kính dưới 5mm và trên 0.1 – 0.3mm (mặc dù có một số khác biệt). Định nghĩa về nhựa nano gây tranh cãi nhiều hơn và một bài báo năm 2019 cho rằng nó là các hạt có ít nhất hai chiều nằm trong phạm vi kích thước 1 – 1 nm, trong khi phần trình bày (xem bài viết chính) sử dụng cùng một nhãn cho các hạt dưới 100um.

Những loại polyme nào được tìm thấy trong các mẫu đất? Bài thuyết trình của cô ấy lưu ý đến PE, PET (ví dụ như từ túi hàng tạp hóa), PS, PL, PP, PVC và ACR. Sự phân hủy hoàn toàn của nhựa có thể phân hủy trong đất và phân trộn đã được chứng minh, mặc dù không có dữ liệu nào về số phận của những vật liệu này trong AD và tiêu hóa.

Vi nhựa thường được phân loại thành "sơ cấp", được sản xuất có chủ đích (ví dụ: "hạt" siêu nhỏ có trong chất tẩy tế bào chết) hoặc "thứ cấp", phát sinh khi các vật dụng bằng nhựa lớn hơn xuống cấp.

Các tác hại liên quan đến các hạt nhựa dường như ngày càng nghiêm trọng khi các hạt nhỏ hơn. Bản thân điều này có thể là một mối lo ngại khác, trong đó các hạt đã có sẵn ngoài đó được định sẵn để tiếp tục phân mảnh theo thời gian, thành những mảnh nhỏ hơn và nhỏ hơn nữa.

Ở cấp độ nano, các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm có kiểm soát cho thấy các hạt rất nhỏ có thể xuyên qua màng tế bào, tác động đến chức năng của tế bào và DNA.

Các hạt lớn hơn một chút được biết là có ảnh hưởng đến sức khỏe và hành vi sinh sản của giun đất. Một lần nữa, điều này đã được quan sát ở quy mô phòng thí nghiệm. Và những tác động xấu như vậy có thể khuếch đại chuỗi thức ăn, chẳng hạn như chim ăn những động vật nhỏ hơn đó.

Và sau đó, các hạt lớn hơn nữa, "macroplastic", thứ có thể nhìn thấy thổi xung quanh, có thể ảnh hưởng đến những thứ như sự thẩm thấu nước của đất, và có liên quan đến mực nước ngầm, và tác động đến sự xâm nhập của rễ vào đất.

Một con đường gây hại tiềm tàng khác là vi hạt nhựa có thể đóng vai trò là chất mang các chất gây ô nhiễm khác, bao gồm cả vi sinh vật và những thứ như PFAS, nhưng đây dường như là một lĩnh vực khác mà bức tranh chỉ mới bắt đầu được xây dựng. Một nghiên cứu vào tháng 200 sử dụng kỹ thuật hiển vi điện tử lưu ý rằng khoảng XNUMX loài vi khuẩn dường như xâm chiếm các vi sợi được tìm thấy ở biển Địa Trung Hải.

• Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Khuếch đại kiến ​​thức. Truy cập Tại đây.
• nguồn: https://envirotecmagazine.com/2023/01/16/against-the-grain/