Miljöpåverkan från polymerer ökar i takt med konsumenternas efterfrågan på produkter som innehåller polymerer. De ekologiska problemen som orsakas av plastföroreningar fortsätter att finnas kvar, trots ökande oro över bristen på effektiva lösningar på problemet.
En kemisk struktur bestående av repeterande enheter som kan skapa nätverk i en, två eller tre dimensioner kallas en polymer. Länkar bildas genom polymerisation av upprepade enheter, som vanligtvis består av väte och kol.
Medan polymerer är naturligt förekommande ämnen som innehåller strukturer som DNA, används de också ofta för att referera till syntetiska material som används för att tillverka plastflaskor, filmer, koppar och textilier.
Nuförtiden används polymerer i nästan alla aspekter av det dagliga livet. Till exempel, bland dess många användningsområden är produktion av möbler, bärbar teknologi, köksredskap och bildelar.
Polymerer som tillverkas på beställning inkluderar en mängd olika varor. Vissa typiska produkter, såsom polyeten, polypropen, polybutylen eller polystyren, har bara kol- och väteatomer.
Vissa, som nylon, har kväveatomer som en repeterande enhetsryggrad, medan andra, som polyvinylklorid (PVC), har klorid kopplad till ryggraden helt i kol.
På grund av sin molekylära integritet och struktur är polymerer särskilt tilltalande material att använda vid tillverkning av en mängd olika varor eftersom de ofta är starka och lätta, resistenta mot värme, elektricitet och de flesta kemikalier, och de härrör ofta från petroleum.
Men i naturliga miljöer är polymerer mycket svåra att bryta ner på grund av samma egenskaper.
Nylon och polypropen är exempel på syntetiska polymerfibrer med användbara fysikaliska egenskaper. Till exempel erbjuder de hög specifik yta och förbättrar mekaniska egenskaper.
Människotillverkade syntetiska fibrer erhålls mestadels genom kemisk modifiering från petroleumföreningar. Halvkristallina polymerer är den vanligaste typen som dras och extruderas i en mängd olika tvärsnittsformer.
Submikrometer syntetiska polymerfibrer har också varit föremål för mycket forskning på senare tid, med tillämpningar inom medicin inklusive vävnadsteknik och sårbehandlingar.
Polymerer används alltmer på grund av deras stora variation av materialegenskaper och mångsidighet i tillverknings- och produktionsprocesser. Det är svårt att föreställa sig vår vardag utan plast eller polymerer.
Polymerer är de primära beståndsdelarna i plast. Det finns dock betydande nackdelar med att använda plast när det gäller deras skadliga effekter på miljön . Miljöeffekterna av plast och polymerer, som är produktionsprodukter, är föremål för flera akademiska forum och forskningspublikationer.
Det talas dock mindre om hur produktionen av de färdiga polymerfibrerna och utvinningen av ingredienser till lösningsmedel och polymerer påverkar miljön.
I naturen kan det ta hundratals år för plast att brytas ner. Världen upplever för närvarande många miljöproblem , främst till följd av plast och avfall från deponier.
Miljöpåverkan av polymerer
- Polymerer i havet
- Mikroplastföroreningar
- Miljöpåverkan av polystyren
- Matimitation
- POP-utsöndring
- Produktionsföroreningar
- Ansamling av deponi
1. Polymerer i havet
Det årliga inflödet av plastavfall till marina system beräknas uppgå till 100–250 miljoner ton år 2025. En av de 10 nya miljöfrågorna som marina ekosystem står inför är den utbredda förekomsten av plastpartiklar i marint skräp, som finns i alla hav .
Spridningen av plast , ibland känd som "plastförorening", är känd för att ha en skadlig effekt på marina organismers hälsa och störa de marina ekosystemens korrekta funktion.
Eftersom plastpartiklar är resistenta mot nedbrytning och har negativa konsekvenser vid förtäring, finns det bevis för att de påverkar biokemiska, fysiologiska och beteendemässiga processer på organismnivå.
Även i frånvaro av förtäring tar syntetiska polymerer som polyeten (PE)-baserade pärlor mycket kort tid att brytas ned i marina miljöer, vilket leder till förhöjda nivåer av organiskt material och bildandet av oxiderade grupper i det närliggande saltvattnet.
I takt med att allmänhetens medvetenhet om konsekvenserna av plastpartiklar har ökat, blir de övergripande effekterna av polymerbaserad plast på marina livsmiljöer mer kända.
2. Mikroplastföroreningar
Små plastpartiklar som kallas mikroplaster (MPs) upptäcks ofta i kasserade varor. Primär mikroplast består av små plastkorn som används i en mängd olika föremål, inklusive luftblästeranordningar, ansiktsrengöringsmedel och system för medicintillförsel.
Omvänt är sekundär mikroplast små bitar av plast som finns kvar efter att större plastföremål, såsom primär mikroplast, har gått sönder.
Hos levande varelser som fiskar och människor kan mikroplaster orsaka små störningar, men när de ansamlas i större mängder kan de vara dödliga.
Enligt forskning skadar mikroplaster avsevärt mänskliga celler och är kopplade till allvarliga hälsoproblem som cancer, andningsstörningar och födelseavvikelser.
3. Miljöpåverkan av Polystyren
Expanderad polystyrenskum kan vara billigt att producera, men det har en betydande kostnad för människor och miljö. Plastskum utgör ett hot mot djurlivet eftersom det inte bryts ner biologiskt.
Plastskum kommer in i ekosystemet genom att sönderfalla till allt mindre fragment, som djur ofta misstar för mat. Dessa fragment kommer att konsumeras av vilda djur, såsom måsar, eller matas till deras ungar, fylla deras magar med plast.
Dessa varelser kommer inte att känna sig hungriga eftersom deras magar är fulla av plastbitar, så de kommer förmodligen att svälta ihjäl eller orsaka irreversibel skada på sig själva. Polystyrenskum är ett flytbart material som kan skada djur över hela världen genom att flyta genom vattendrag.
Människors hälsa påverkas också av polystyrenskum på grund av dess kemiska sammansättning. Hälso- och sjukvårdsdepartementet har fastställt att styren, en av de viktigaste beståndsdelarna i polystyren, kan vara cancerframkallande för människor.
Denna kemikalie utgör en allvarlig risk för människors hälsa om den sipprar in i mat och dryck som levereras i polystyrenbehållare. Det finns allvarliga hälsorisker för dem som tillverkar skum och andra varor gjorda av styren. Som många arbetare gör när de tillverkar olika produkter kan inandning av styren orsaka långvariga skador på nervsystemet.
Polystyrenskum som har expanderat är en viktig källa till plastföroreningar. Det förorenar miljön och soptipparna med massor av sopor, vilket äventyrar både människors och djurs hälsa . Allt vi behöver göra är att sluta använda det.
4. Matimitation
Enligt US National Institutes of Health dör miljontals sjöfåglar varje år som ett resultat av intag av syntetiska polymerer som förväxlades med mat, vilket gör detta till en av de vanligaste miljöproblemen kopplade till föroreningen av syntetiska polymerer. Denna information avser 44 % av sjöfågelarterna.
På grund av deras avgörande ekologiska roll för att reglera antalet fiskar och kräftdjur, utgör strandfåglars utbredda utrotning ett allvarligt hot mot ekosystemet.
5. POP-utsöndring
POPs, eller persistenta organiska föroreningar, är erkända gifter som finns kvar i miljön under längre perioder. Exempel på dessa är toxafen och DDT-bekämpningsmedel.
Forskare från University of the Pacific testade syntetiska polymerer från kustnära platser i norra Stilla havet 2007 och upptäckte att varje prov innehöll farliga gifter.
Dessa konstgjorda polymerer utgör ett hot mot hälsan hos havsfisket som ger mat åt människor genom att ständigt utsöndra giftiga kemikalier till fisk och vilda djur när de konsumeras.
6. Produktionsföroreningar
Förutom att det uppenbart förorenar haven kan tillverkning av syntetiska polymerer ha negativa miljöeffekter.
Kemikalieföretaget DuPont spillde ut föroreningar som användes vid teflonproduktion i lokala vattendelar under flera decennier, enligt bevis från miljöarbetsgruppens organisation.
US Environmental Protection Agency uppger att detta ämne ansamlas i fiskgälar och kan röra sig snabbt uppåt i näringskedjan.
7. Deponiackumulering
Utöver det faktum att syntetiska polymerer är beständiga i haven och orsakar vattenföroreningar på grund av sin tillverkning, utgör de också ett allvarligt problem på land eftersom de ofta deponeras på soptippar , där de fortsätter att långsamt läcka ut gifter i jorden under årtionden.
Mindre än 1% av de 102.1 miljarder plastpåsar - en syntetisk polymer - som bara amerikaner använder ett år återvinns, enligt Clean Air Council-organisationen.
Förutom deras långsamma frisättning av giftiga föreningar i jorden, är dessa syntetiska polymerer så långvariga och icke-biologiskt nedbrytbara att ytterligare deponiutrymme alltid kommer att krävas så länge som användningen av syntetisk polymer kvarstår och ökar.
Slutsats
När som helst i livet kan polymerer ha en betydande inverkan på miljön. Oljeutvinning drar mycket energi och kan läcka, vilket har en omedelbar negativ inverkan på den lokala ekologin.
Efter produktionen av produkten kräver bearbetningen av olja för att skapa råvaran mycket energi och kan avge ångor som är farliga för både människor och miljö.
Dessa processer kanske inte drivs av förnybara energikällor , som släpper ut växthusgaser i atmosfären och förvärrar klimatförändringarna.
Eftersom majoriteten av kommersiella polymerer inte är biologiskt nedbrytbara, kan engångsplaster täppa till offentliga områden och lokala livsmiljöer. De kan också hålla i årtionden.
Korrekt kassering av polymerprodukter av kunder kan leda till att de deponeras. Även återvinning av polymerer kräver mycket energi och kemikalier, vilket ökar risken för växthusgaser och skadliga ångor.
Som vi har sett skadar användningen och produktionen av plast miljön, vilket bidrar till skräpproduktion och utsläpp av växthusgaser. Användningen av komposterbar och biologiskt nedbrytbar plast blir mer och mer populär.
Dessa ämnen är gjorda för att sönderfalla i miljön snabbare och producera mindre skräp som ett resultat av tillverkning och användning av plast.