Въздействието на полимерите върху околната среда се увеличава успоредно с потребителското търсене на продукти, съдържащи полимери. Екологичните проблеми, причинени от замърсяването с пластмаси, продължават да съществуват, въпреки нарастващите опасения относно липсата на ефективни решения на проблема.
Химическа структура, състояща се от повтарящи се единици, които могат да създават мрежи в едно, две или три измерения, се нарича полимер. Връзките се образуват чрез полимеризация на повтарящи се единици, които обикновено се състоят от водород и въглерод.
Докато полимерите са естествено срещащи се вещества, които включват структури като ДНК, те също често се използват за обозначаване на синтетични материали, използвани за направата на пластмасови бутилки, филми, чаши и текстил.
В наши дни полимерите се използват в почти всеки аспект от ежедневието. Например, сред многото му приложения са в производството на мебели, носими технологии, кухненски прибори и части за автомобили.
Изработените по поръчка полимери включват разнообразие от стоки. Някои типични продукти, като полиетилен, полипропилен, полибутилен или полистирен, имат само въглеродни и водородни атоми в тях.
Някои, като найлон, имат азотни атоми като гръбнак на повтаряща се единица, докато други, като поливинилхлорид (PVC), имат хлорид, свързан с изцяло въглеродния гръбнак.
Поради тяхната молекулярна цялост и структура, полимерите са особено привлекателни материали за използване в производството на различни стоки, тъй като те често са здрави и леки, устойчиви на топлина, електричество и повечето химикали и често се извличат от петрол.
В естествени условия обаче полимерите са много трудни за разграждане поради същите свойства.
Найлонът и полипропиленът са примери за синтетични полимерни влакна с полезни физични свойства. Например, те предлагат висока специфична повърхност и подобряват механичните качества.
Изработените от човека синтетични влакна се получават предимно чрез химическа модификация от петролни съединения. Полукристалните полимери са най-често срещаният тип, който се изтегля и екструдира в различни форми на напречно сечение.
Субмикрометровите синтетични полимерни влакна също са били обект на много изследвания в по-ново време с приложения в медицината, включително тъканно инженерство и лечение на рани.
Полимерите се използват все повече и повече поради огромното разнообразие от материални качества и гъвкавостта им в производствените процеси. Трудно е да си представим ежедневието си без пластмаси или полимери.
Полимерите служат като основни съставки на пластмасите. Въпреки това, съществуват значителни недостатъци при употребата на пластмаси по отношение на вредното им въздействие върху околната среда . Екологичните ефекти на пластмасите и полимерите, които са продукти на производството, са предмет на редица академични форуми и изследователски публикации.
По-малко обаче се говори за това как производството на готовите полимерни влакна и извличането на съставките за разтворители и полимери влияят на околната среда.
В естествения свят, разграждането на пластмасовите материали може да отнеме стотици години. В момента светът е изправен пред множество екологични проблеми, главно в резултат на пластмасовите отпадъци и отпадъците от депата.
Въздействие на полимерите върху околната среда
- Полимери в океана
- Микропластично замърсяване
- Въздействие върху околната среда на полистирола
- Имитация на храна
- Секреция на УОЗ
- Производствено замърсяване
- Натрупване на сметища
1. Полимери в океана
Годишният приток на пластмасови отпадъци в морските системи се очаква да достигне 100–250 милиона метрични тона до 2025 г. Един от 10-те най-големи екологични проблема, пред които са изправени морските екосистеми, е широкото присъствие на пластмасови частици в морските отпадъци, които се намират във всички морета .
Разпространението на пластмаси , понякога наричано „замърсяване с пластмаса“, е известно с това, че има вредно въздействие върху състоянието на морските организми и пречи на правилното функциониране на морските екосистеми.
Тъй като пластмасовите частици са устойчиви на разлагане и имат отрицателни последици при поглъщане, има доказателства, че те влияят на биохимични, физиологични и поведенчески процеси на ниво организъм.
Дори и при липса на поглъщане, синтетичните полимери като полиетиленови (PE)-базирани мъниста отнемат много малко време за разграждане в морска среда, което води до повишени нива на органична материя и образуване на окислени групи в близката солена вода.
Тъй като обществената осведоменост за последствията от пластмасовите частици нараства, цялостното въздействие на пластмасите на полимерна основа върху морските местообитания става все по-известно.
2. Микропластично замърсяване
Малки пластмасови частици, известни като микропластмаси (MPs), често се откриват в изхвърлени стоки. Първичната микропластмаса е съставена от малки пластмасови зърна, които се използват в различни артикули, включително устройства за въздушно взривяване, почистващи препарати за лице и системи за доставяне на лекарства.
Обратно, вторичната микропластмаса е дребни парченца пластмаса, които остават, след като по-големи пластмасови предмети, като първичната микропластмаса, се разпаднат.
В живи същества като риби и хора, микропластмасите могат да причинят малки смущения, но когато се натрупат в по-големи количества, те могат да бъдат фатални.
Според изследвания микропластмасата значително уврежда човешките клетки и е свързана със сериозни здравословни проблеми като рак, респираторни нарушения и вродени аномалии.
3. Екологични въздействия на Стиропорът
Експандираният полистирол може да е евтин за производство, но е свързан със значителни разходи за хората и околната среда. Пластмасовата пяна представлява заплаха за дивата природа, защото не се разгражда биоразгражда.
Пластмасовата пяна попада в екосистемата, като се разпада на все по-малки фрагменти, които животните често бъркат с храна. Тези фрагменти ще бъдат консумирани от диви животни, като чайки, или ще бъдат хранени с малките им, пълнейки коремчетата им с пластмаса.
Тези същества няма да се чувстват гладни, защото коремите им са пълни с пластмасови парчета, така че вероятно ще умрат от глад или ще си причинят необратима вреда. Полистироловата пяна е плаващ материал, който може да увреди животните по целия свят, като плава във водни пътища.
Здравето на хората също е засегнато от полистирола поради химичния му състав. Министерството на здравеопазването и социалните услуги е определило, че стиренът, една от основните съставки на полистирола, може да бъде канцерогенен за хората.
Този химикал представлява сериозен риск за човешкото здраве, ако попадне в храни и напитки, доставяни в полистиренови контейнери. Има сериозни опасности за здравето на тези, които произвеждат пяна и други стоки, направени от стирен. Както правят много работници, когато правят различни продукти, вдишването на стирол може да причини дълготрайно увреждане на нервната система.
Раздутият се полистирен е основен източник на замърсяване с пластмаса. Той замърсява околната среда и депата за отпадъци с големи количества боклук, застрашавайки здравето както на хората, така и на животните . Всичко, което трябва да направим, е да спрем да го използваме.
4. Имитация на храна
Според Националния институт по здравеопазване на САЩ милиони морски птици загиват всяка година в резултат на поглъщане на синтетични полимери, които погрешно са смятани за храна, което прави това един от най-разпространените екологични проблеми, свързани със замърсяването на синтетичните полимери. Тази информация се отнася за 44% от видовете морски птици.
Поради решаващата им екологична роля в регулирането на числеността на популациите на риба и ракообразни, широко разпространеното изчезване на крайбрежните птици представлява сериозна заплаха за екосистемата.
5. Секреция на УОЗ
УОЗ, или устойчивите органични замърсители, са признати токсини, които остават в околната среда за продължителни периоди. Примери за тях включват токсафен и DDT пестициди.
Изследователи от Тихоокеанския университет тестваха синтетични полимери от крайбрежни места в северната част на Тихия океан през 2007 г. и откриха, че всяка проба съдържа опасни отрови.
Тези изкуствени полимери представляват заплаха за здравето на океанския риболов, който осигурява храна за хората чрез непрекъснато отделяне на токсични химикали в рибата и дивата природа, когато се консумират.
6. Производствено замърсяване
В допълнение към очевидното замърсяване на океаните, производството на синтетични полимери може да има отрицателни ефекти върху околната среда.
Химическата фирма DuPont е разляла замърсители, използвани в производството на тефлон, в местни водосбори в продължение на няколко десетилетия, според доказателства, предоставени от организацията Environmental Working Group.
Американската агенция за опазване на околната среда заявява, че това вещество се натрупва в хрилете на рибите и може бързо да се придвижи нагоре по хранителната верига.
7. Натрупване на сметища
Освен факта, че синтетичните полимери са устойчиви в океаните и причиняват замърсяване на водите поради производството си, те представляват и сериозен проблем на сушата, защото често се изхвърлят на сметища , където ще продължат бавно да отделят токсини в почвата в продължение на десетилетия.
По-малко от 1% от 102.1 милиарда найлонови торбички – синтетичен полимер – които само американците използват годишно, се рециклират, според организацията Clean Air Council.
В допълнение към бавното им освобождаване на токсични съединения в почвата, тези синтетични полимери са толкова дълготрайни и не са биоразградими, че винаги ще е необходимо допълнително пространство за депа, докато употребата на синтетични полимери продължава и се увеличава.
Заключение
Във всеки момент от техния живот полимерите могат да имат значително въздействие върху околната среда. Добивът на петрол използва много енергия и може да изтече, което има незабавно отрицателно въздействие върху местната екология.
След производството на продукта, обработката на петрола за създаване на суровината изисква много енергия и може да отдели изпарения, които са опасни както за хората, така и за околната среда.
Тези процеси може да не се захранват от възобновяеми енергийни източници , които отделят парникови газове в атмосферата и изострят изменението на климата.
Тъй като по-голямата част от търговските полимери не са биоразградими, пластмасите за еднократна употреба могат да задръстят обществени зони и местни местообитания. Те също могат да продължат десетилетия.
Правилното изхвърляне на полимерни продукти от клиентите може да доведе до тяхното депониране. Дори рециклирането на полимери изисква много енергия и химикали, което увеличава риска от парникови газове и вредни изпарения.
Както видяхме, използването и производството на пластмаса вреди на околната среда, допринасяйки за производството на боклук и емисиите на парникови газове. Използването на компостируеми и биоразградими пластмаси става все по-популярно.
Тези вещества са създадени да се разлагат по-бързо в околната среда и да произвеждат по-малко боклук в резултат на производството и употребата на пластмаси.