В ходе исследования ученые пришли к выводу, что древесные отходы можно использовать повторно. Обычно при производстве композиционных материалов в качестве связующего используют опасные формальдегидные смолы. Российские ученые использовали эпоксидную смолу с отвердителем. Это решение позволит не загрязнять окружающую среду.
Образцы композиций эксперты готовили путем смешивания порошкообразных лигносульфонатов и эпоксидной смолы. Затем при постоянном помешивании ученые порционно вводили отвердитель.
Одним из способов использования ферментов в природе является разложение бактериями частей растений. Уже давно известно, что некоторые ферменты, так называемые гидролазы, расщепляющие полиэфиры, также могут разлагать ПЭТ. Например, фермент LCC, обнаруженный в Японии в 2012 году, считается особенно эффективным «пожирателем пластика». Команда во главе с доктором Кристианом Зоннендекером, исследователем из Лейпцигского университета, занимающимся поиском ранее неизвестных образцов этих биологических помощников, занимается поиском в рамках проектов MIPLACE и ENZYCLE, финансируемых ЕС. Они нашли то, что искали, на Зюдфридхофе, кладбище в Лейпциге: в образце из компостной кучи исследователи наткнулись на чертеж фермента, разлагающего ПЭТ с рекордной скоростью в лаборатории.
Доктор Кристиан Зоннендекер и его команда открыли фермент, который расщепляет ПЭТ-пластик с рекордной скоростью. Предоставлено: Лейпцигский университет / Свен Райххольд
Исследователи из Института аналитической химии обнаружили и изучили семь различных ферментов. Седьмой кандидат, названный PHL7, добился в лаборатории результатов, которые были значительно выше среднего. В экспериментах исследователи добавляли ПЭТ в контейнеры с водным раствором , содержащим либо PHL7, либо LCC, предыдущего лидера по разложению ПЭТ. Затем они измерили количество пластика, разложившегося за определенный период времени, и сравнили полученные значения друг с другом.
Результат: в течение 16 часов PHL7 вызвал разложение ПЭТ на 90 процентов; в то же время LCC удалось снизить производительность всего на 45 процентов. «Таким образом, наш фермент в два раза активнее золотого стандарта гидролаз, расщепляющих полиэстер», — объясняет Зоннендекер. Например, PHL7 сломал пластиковую корзинку — такую, которая используется для продажи винограда в супермаркетах, — менее чем за 24 часа. Исследователи обнаружили, что за эту активность выше среднего отвечает один строительный блок фермента. В том месте, где другие ранее известные гидролазы, расщепляющие полиэфиры, содержат остаток фенилаланина, PHL7 несет лейцин.
Биологическая переработка ПЭТ имеет некоторые преимущества по сравнению с традиционными методами переработки, которые в основном основаны на термических процессах , при которых пластиковые отходы расплавляются при высоких температурах. Эти проц
В России формируется сеть экотехнопарков. Это предприятия высокотехнологичной переработки отходов, которые должны вытеснить из регионов полигоны и несанкционированные свалки. Также технологии, используемые в экотехнопарках, позволят возвращать в производственные процессы больше полезного вторичного сырья. Что опять же отвечает трендам на экологичность.
Главгосэкспертиза России выдала положительное заключение по экотехнопарку «Западная Сибирь», который планируется построить в городе Северске Томской области. Здесь будут перерабатывать отходы I и II классов опасности. По официальной статистике Росприроднадзора, в России ежегодно образуется порядка 350 тыс. тонн отходов такого типа, из которых на переработку попадает не более 1,5%, а остальное – в окружающую среду. В итоге федеральный проект по созданию инфраструктуры для обращения с отходами I-II классов опасности пошел в состав национального проекта «Экология». Его основная цель – добиться утилизации 2/3 этих образований.
«Проектируемый производственно-технический комплекс позволит создать современную инфраструктуру для обращения с отходами I и II классов опасности, уменьшить их количество, решить проблему утилизации и обезвреживания самых опасных – чрезвычайно опасных и высокоопасных отходов. Кроме того, здесь будут извлекаться полезные компоненты для их повторного применения»,
– рассказала ведущий эксперт по объекту, главный эксперт проекта отдела комплексной экспертизы Уральского филиала Главгосэкспертизы России Светлана Бегинина.
Технологии, применяемые в ПТК «Западная Сибирь», будут замкнуты в единый производственный цикл – отходы от одних стадий будут сырьем для других. Так, в составе экотехнопарка предусмотрено производственное здание физико-химических методов обработки и утилизации отходов, мощность которого составит 24800 тонн в год. В результате очистки и обессоливания водно-солевых стоков, здесь будет нарабатываться обессоленная вода для собственных нужд.
Этот биоцемент уже используется в испытаниях для укрепления песка на береговой линии Сингапура и для восстановления наскальных рисунков в Китае.
Ученые NTU использовали два обычных отходов, промышленный карбидный шлам и мочевину из мочи млекопитающих, чтобы создать эту возобновляемую форму цемента.
Когда в смесь добавляют бактерии и полученный раствор распыляют на почву или песок, происходит реакция затвердевания, которая связывает частицы почвы в твердый блок.
Исследователи говорят, что их биоцемент потенциально может стать устойчивым и экономически эффективным методом улучшения почвы, уменьшения пылевой или ветровой эрозии в пустыне или строительства резервуаров с пресной водой на пляжах или в пустыне.
Большим преимуществом метода команды NTU при составлении рецептуры биоцемента является бесцветность раствора. При нанесении на почву, песок или камень сохраняется их первоначальный цвет.
Это делает его полезным для восстановления старых каменных памятников и артефактов. Биоцемент использовался для восстановления отломанных частей, таких как пальцы рук Будды из наскальных рисунков Дадзу, объекта Всемирного наследия ЮНЕСКО в Китае.
