A polimerek környezeti hatásai a polimereket tartalmazó termékek iránti fogyasztói kereslettel párhuzamosan nőnek. A műanyagszennyezés okozta ökológiai problémák továbbra is fennállnak, annak ellenére, hogy egyre nagyobb aggodalomra ad okot a hatékony megoldások hiánya.
Az ismétlődő egységekből álló kémiai szerkezetet, amelyek egy, két vagy három dimenzióban képesek hálózatokat létrehozni, polimernek nevezik. A kapcsolatok az ismétlődő egységek polimerizációjával jönnek létre, amelyek általában hidrogénből és szénből állnak.
Míg a polimerek természetben előforduló anyagok, amelyek olyan struktúrákat tartalmaznak, mint a DNS, gyakran használják a műanyag palackok, fóliák, csészék és textíliák készítéséhez használt szintetikus anyagokra is.
Napjainkban a polimereket a mindennapi élet szinte minden területén használják. Számos felhasználási területe például a bútorok, hordható technológia, konyhai eszközök és autóalkatrészek gyártása.
A rendelésre készült polimerek sokféle árut tartalmaznak. Egyes tipikus termékek, mint például a polietilén, polipropilén, polibutilén vagy polisztirol, csak szén- és hidrogénatomot tartalmaznak.
Egyes anyagok, például a nylon, nitrogénatomokat tartalmaznak ismétlődő egység gerincként, míg mások, például a polivinil-klorid (PVC) kloridot tartalmaznak a teljes szénből álló gerinchez.
Molekuláris integritásuk és szerkezetük miatt a polimerek különösen vonzó anyagok különféle áruk előállításához, mivel gyakran erősek és könnyűek, ellenállnak a hőnek, az elektromosságnak és a legtöbb vegyszernek, és gyakran kőolajból származnak.
Természetes körülmények között azonban a polimereket nagyon nehéz lebontani ugyanazon tulajdonságok miatt.
A nylon és a polipropilén hasznos fizikai tulajdonságokkal rendelkező szintetikus polimer szálak példái. Például nagy fajlagos felületet kínálnak, és javítják a mechanikai tulajdonságokat.
Az ember által előállított szintetikus szálakat többnyire kőolajvegyületekből kémiai módosítással nyerik. A félkristályos polimerek a legelterjedtebb típusok, amelyeket különféle keresztmetszeti formában húznak és extrudálnak.
A szubmikrométeres szintetikus polimer szálak is sok kutatás tárgyát képezik a közelmúltban, és az orvostudományban is alkalmazhatók, beleértve a szövettervezést és a sebkezelést.
A polimereket egyre szélesebb körben használják anyagminőségeik és gyártási, illetve előállítási folyamataik sokoldalúsága miatt. Nehéz elképzelni a mindennapi létünket műanyagok vagy polimerek nélkül.
A polimerek a műanyagok elsődleges alkotóelemei. Mindazonáltal a műanyagok használatának jelentős hátrányai vannak a környezetre gyakorolt káros hatásaik tekintetében . A műanyagok és polimerek, amelyek a gyártás során keletkeznek, környezeti hatásai számos tudományos fórum és kutatási publikáció tárgyát képezik.
Arról azonban kevesebb szó esik, hogy a kész polimer szálak előállítása, valamint az oldószerek és polimerek összetevőinek extrakciója milyen hatással van a környezetre.
A természetben a műanyagok lebomlása több száz évig is eltarthat. A világ jelenleg számos környezeti problémával küzd, elsősorban a műanyag és a hulladéklerakókban található hulladék miatt.
A polimerek környezeti hatásai
- Polimerek az óceánban
- Mikroműanyag szennyezés
- A polisztirol környezeti hatásai
- Étel utánzat
- POP szekréció
- Termelés Szennyezés
- Hulladéklerakó felhalmozódás
1. Polimerek az óceánban
A becslések szerint 100-re a műanyagszemét éves beáramlása a tengeri rendszerekbe eléri a 250–2025 millió tonnát. A tengeri ökoszisztémákat érintő 10 legfontosabb új környezetvédelmi probléma egyike a műanyag részecskék széles körben elterjedt jelenléte a tengeri törmelékben, amely minden tengerben megtalálható. .
A műanyagok elterjedése , amelyet néha „műanyagszennyezésként” is emlegetnek, köztudottan káros hatással van a tengeri élőlények egészségére, és zavarja a tengeri ökoszisztémák megfelelő működését.
Mivel a műanyag részecskék ellenállnak a bomlásnak, és lenyeléskor negatív következményekkel járnak, bizonyíték van arra, hogy befolyásolják a biokémiai, fiziológiai és viselkedési folyamatokat a szervezet szintjén.
A szintetikus polimerek, például a polietilén (PE) alapú gyöngyök lenyelése nélkül is nagyon rövid idő alatt bomlanak le tengeri környezetben, ami a szerves anyagok megemelkedett szintjéhez és oxidált csoportok kialakulásához vezet a közeli sós vízben.
Ahogy a nyilvánosság egyre jobban ismeri a műanyag részecskék következményeit, a polimer alapú műanyagok tengeri élőhelyekre gyakorolt általános hatásai egyre ismertebbek.
2. Mikroműanyag szennyezés
A kisméretű műanyag részecskéket, úgynevezett mikroműanyagokat (MP-k) gyakran fedeznek fel a kiselejtezett árukban. Az elsődleges mikroműanyagok apró műanyag szemcsékből állnak, amelyeket különféle cikkekben használnak, beleértve a légfúvó eszközöket, arctisztítókat és gyógyszeradagoló rendszereket.
Ezzel szemben a másodlagos mikroműanyagok apró műanyagdarabok, amelyek a nagyobb műanyag tárgyak, például az elsődleges mikroműanyagok lebomlása után maradnak meg.
Az élőlényekben, például a halakban és az emberekben a mikroműanyagok kisebb károsodást okozhatnak, de ha nagyobb mennyiségben felhalmozódnak, halálosak lehetnek.
Kutatások szerint a mikroműanyagok jelentősen károsítják az emberi sejteket, és olyan súlyos egészségügyi problémákhoz kapcsolódnak, mint a rák, a légzési rendellenességek és a születési rendellenességek.
3. Környezeti hatásai Polisztirol
A habosított polisztirol hab előállítása olcsó lehet, de jelentős költségekkel jár az emberek és a környezet számára. A műanyaghab veszélyt jelent a vadon élő állatokra, mivel nem bomlik le biológiailag.
A műanyaghab úgy kerül be az ökoszisztémába, hogy egyre apróbb darabokra bomlik, amelyeket az állatok gyakran összetévesztenek táplálékkal. Ezeket a töredékeket elfogyasztják a vadon élő állatok, például a sirályok, vagy etetik fiókáikat, és műanyaggal töltik meg a pocakjukat.
Ezek a lények nem lesznek éhesek, mert a hasuk tele van műanyagdarabokkal, így valószínűleg éhen halnak, vagy visszafordíthatatlan károkat okoznak maguknak. A polisztirolhab egy lebeghető anyag, amely világszerte károsíthatja az állatokat a vízi utakon lebegve.
A polisztirol hab kémiai összetétele miatt az emberek egészségére is hatással van. Az Egészségügyi és Humán Szolgáltatások Minisztériuma megállapította, hogy a sztirol, a polisztirol egyik fő alkotóeleme, rákkeltő lehet az emberre.
Ez a vegyi anyag komoly veszélyt jelent az emberi egészségre, ha beszivárog a polisztirol tartályban szállított élelmiszerekbe és italokba. Komoly egészségügyi veszélyek fenyegetik azokat, akik sztirolból készült habot és egyéb árukat gyártanak. Ahogy sok dolgozó teszi a különböző termékek előállítása során, a sztirol belélegzése hosszú távú károsodást okozhat az idegrendszerben.
A kitágult polisztirol hab a műanyagszennyezés egyik fő forrása. Tömeges szeméttel szennyezi a környezetet és a hulladéklerakókat, veszélyeztetve mind az emberek, mind az állatok egészségét . Csak abba kell hagynunk a használatát.
4. Ételutánzat
Az Egyesült Államok Nemzeti Egészségügyi Intézete szerint évente tengeri madarak milliói pusztulnak el olyan szintetikus polimerek lenyelése miatt, amelyeket összetévesztettek táplálékkal, így ez az egyik legelterjedtebb környezeti probléma a szintetikus polimerek szennyezésével kapcsolatban. Ez az információ a tengeri madárfajok 44%-ára vonatkozik.
A halak és rákfélék számának szabályozásában betöltött döntő ökológiai szerepük miatt a parti madarak kiterjedt kihalása komoly veszélyt jelent az ökoszisztémára.
5. POP szekréció
A POP-ok vagy a perzisztens szerves szennyezők olyan elismert toxinok, amelyek hosszabb ideig maradnak a környezetben. Ilyenek például a toxafén és a DDT peszticidek.
A University of the Pacific kutatói 2007-ben a Csendes-óceán északi részének part menti helyeiről származó szintetikus polimereket teszteltek, és felfedezték, hogy minden minta veszélyes mérgeket tartalmaz.
Ezek a mesterséges polimerek veszélyt jelentenek az óceáni halászatok egészségére, amelyek táplálékként szolgálnak az emberek számára, mivel fogyasztásukkor folyamatosan mérgező vegyi anyagokat választanak ki a halakba és a vadon élő állatokba.
6. Termelés Szennyezés
A szintetikus polimerek gyártása amellett, hogy nyilvánvalóan szennyezi az óceánokat, negatív környezeti hatásokkal is járhat.
A Környezetvédelmi Munkacsoport szervezete által szolgáltatott bizonyítékok szerint a DuPont vegyipari cég a teflongyártás során használt szennyeződéseket több évtizeden keresztül a helyi vízgyűjtőkbe ömlött.
Az Egyesült Államok Környezetvédelmi Ügynöksége kijelenti, hogy ez az anyag a halak kopoltyúiban halmozódik fel, és gyorsan felfelé haladhat a táplálékláncban.
7. Hulladéklerakó felhalmozódás
Amellett, hogy a szintetikus polimerek tartósan megmaradnak az óceánokban és gyártásuk miatt vízszennyezést okoznak, komoly problémát jelentenek a szárazföldön is, mivel gyakran hulladéklerakókba kerülnek , ahol évtizedek alatt lassan szivárogtatják a méreganyagokat a talajba.
A Clean Air Council szervezet szerint az amerikaiak által évente használt 1 milliárd műanyag zacskó – szintetikus polimer – kevesebb mint 102.1%-a kerül újrahasznosításra.
Amellett, hogy a mérgező vegyületeket lassan bocsátják ki a talajba, ezek a szintetikus polimerek olyan hosszú élettartamúak és biológiailag nem lebonthatók, hogy mindig szükség lesz további hulladéklerakókra mindaddig, amíg a szintetikus polimerek felhasználása fennmarad és növekszik.
Összegzés
A polimerek életük bármely szakaszában jelentős hatással lehetnek a környezetre. Az olajkitermelés sok energiát használ fel és szivároghat, ami azonnali negatív hatással van a helyi ökológiára.
A termék előállítását követően az olaj feldolgozása a nyersanyag előállításához sok energiát igényel, és az emberekre és a környezetre egyaránt veszélyes gőzök szabadulhatnak fel.
Ezeket a folyamatokat esetleg nem megújuló energiaforrások hajtják , amelyek üvegházhatású gázokat juttatnak a légkörbe és súlyosbítják az éghajlatváltozást.
Mivel a kereskedelmi forgalomban kapható polimerek többsége nem biológiailag lebontható, az egyszer használatos műanyagok eltömíthetik a közterületeket és a helyi élőhelyeket. Évtizedekig is eltarthatnak.
A polimer termékek megfelelő ártalmatlanítása a vásárlók által hulladéklerakóba helyezéshez vezethet. Még a polimerek újrahasznosítása is sok energiát és vegyszert igényel, ami növeli az üvegházhatású gázok és a káros gőzök kockázatát.
Amint láttuk, a műanyagok használata és gyártása károsítja a környezetet, hozzájárulva a szeméttermeléshez és az üvegházhatású gázok kibocsátásához. Egyre népszerűbb a komposztálható és biológiailag lebomló műanyagok használata.
Ezek az anyagok a műanyagok gyártása és felhasználása következtében gyorsabban bomlanak le a környezetben, és kevesebb szemetet termelnek.