बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक बायोबेस्ड या जीवाश्म ईंधन आधारित हो सकता है। प्लास्टिक प्रदूषण की समस्या से निपटने के लिए हाल के वर्षों में नए प्रकार के प्लास्टिक का उत्पादन किया गया है, विशेष रूप से प्राकृतिक परिस्थितियों में, उन्हें ख़राब करने के लिए आवश्यक समय को कम करने का प्रयास किया गया है। हालाँकि, सभी मौजूदा बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक ने यह लक्ष्य हासिल नहीं किया है।
बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक की परिभाषा
बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक वे हैं जिन्हें उचित समय में पानी और कार्बन डाइऑक्साइड जैसे प्राकृतिक अंतिम उत्पादों का उत्पादन करने के लिए माइक्रोबियल क्रिया द्वारा विघटित किया जा सकता है।बायोडिग्रेडेबल प्रोडक्ट्स इंस्टीट्यूट (बीपीआई पृष्ठ 2) के अनुसार पूरी तरह से विघटित होने में लगने वाला समय सामग्री, पर्यावरणीय स्थितियों जैसे तापमान और नमी और अपघटन के स्थान पर निर्भर करता है।
कंपोस्टेबल प्लास्टिक वे होते हैं जो तेजी से बायोडिग्रेड होते हैं और ह्यूमस में बदल जाते हैं जो धातुओं से दूषित नहीं होते हैं। सभी बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक कंपोस्टेबल नहीं होते हैं; केवल कुछ ही हैं.
सामग्री को भूमि पर बायोडिग्रेडेबल और कम्पोस्टेबल कहलाने के लिए एएसटीएम विनिर्देशों डी6400 या डी6868 को पूरा करना होगा, और समुद्री पर्यावरण के लिए एएसटीएम डी7081 विनिर्देशों को पूरा करना होगा। एएसटीएम एक विश्वव्यापी उत्पाद मानक समूह है।
जैव आधारित पॉलीस्टर प्लास्टिक जो बायोडिग्रेड करता है
पौधों से प्राप्त होने वाले प्लास्टिक को बायोबेस्ड प्लास्टिक कहा जाता है। ये सभी बायोडिग्रेडेबल नहीं हैं; उदाहरण के लिए, बायोबेस्ड पीईटी बोतलें टिकाऊ होती हैं।बायोडिग्रेड होने वाले बायोबेस्ड प्लास्टिक दो सामग्रियों से बने होते हैं: बायोमास और पौधों से प्राप्त पॉलिस्टर। बायोबेस्ड पॉलिस्टर दो प्रकार के होते हैं: पॉलीलैक्टाइड एसिड (पीएलए) और पॉलीहाइड्रॉक्सीअल्केनोएट (पीएचए)।
पॉलीहाइड्रॉक्सीअल्केनोएट (पीएचए)
पीएचए प्राकृतिक रूप से बैक्टीरिया और आनुवंशिक रूप से संशोधित जीव (जीएमओ) पौधों द्वारा निर्मित होता है, लेकिन खाद्य अपशिष्ट से उत्पादन की कोशिश करने की योजना है। पॉलीहाइड्रॉक्सीब्यूटाइरेट या पीएचबी भी एक प्रकार का पीएचए है जिसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। पीएचए बनाना महंगा है क्योंकि बैक्टीरिया से केवल सीमित मात्रा में ही उत्पादन किया जा सकता है।
- उपयोग:पीएचए का उपयोग खाद्य आवरण, कप, प्लेट, कागज और कार्डबोर्ड के लिए कोटिंग के रूप में किया जाता है, और 'कई चिकित्सा उपयोग, जिसमें टांके, धुंध और दवाओं के लिए कोटिंग शामिल हैं' सेंटर फॉर इंडस्ट्री एंड एजुकेशन कोलैबोरेशन (CIEC रिपोर्ट) की एक रिपोर्ट के अनुसार। बायो बेस्ड प्रेस के अनुसार यह वर्तमान में उपयोग किए जाने वाले अधिकांश प्रमुख जीवाश्म ईंधन आधारित प्लास्टिक प्रकारों जैसे पीई, पीएस, पीवीसी और पीईटी को प्रतिस्थापित कर सकता है।
- PHA-मिश्रित स्टार्च/सेलूलोज़ प्लास्टिक: कुछ प्लास्टिक वस्तुएं पूरी तरह से PHA से बनी होती हैं, जैसे कि पानी की बोतलों के मामले में बायो बेस्ड प्रेस। हालाँकि, चूंकि PHA का उत्पादन महंगा है, इसलिए इसे अधिक किफायती बनाने के लिए इसे स्टार्च और सेलूलोज़ के साथ भी मिश्रित किया जाता है। डार्टमाउथ अंडरग्रेजुएट जर्नल ऑफ साइंस (डीयूजेएस) के अनुसार इसमें अपघटन की दर में सुधार का अतिरिक्त लाभ है।
- जैवनिम्नीकरण: यह उन वातावरणों में पूरी तरह से खाद बनाने योग्य हो सकता है जो रोगाणुओं और कवक से समृद्ध हैं, विशेषकर मिट्टी में। ये रोगाणु एंजाइमों की मदद से PHA को तोड़ते हैं। निम्नीकरण के लिए आवश्यक समय पर्यावरण में रोगाणुओं की सांद्रता पर निर्भर करता है।
- बायो बेस्ड प्रेस के अनुसार, पीएचए को पिछवाड़े में विघटित होने में दो महीने लगते हैं।
- समुद्री जल में अपघटन की दर बहुत धीमी होती है, जहां छह महीने के बाद 50% से कम विघटित होता है CalRecycle (पृष्ठ 6) जोड़ता है। पीएचए ने छह महीने में 30% अपघटन दिखाकर एएसटीएम डी7081 परीक्षण पास किया (पृष्ठ 7)।
पॉलीलैक्टाइड एसिड (PLA)
DUJS बताता है कि PLA बैक्टीरिया द्वारा किण्वन के माध्यम से बनाया गया एक थर्मोप्लास्टिक है। PLA वास्तव में कई लैक्टिक एसिड अणुओं की एक लंबी श्रृंखला है। चूँकि लैक्टिक एसिड के उत्पादन के कई सस्ते साधन हैं, इन्हें केवल पोलीमराइज़ करना या जोड़ना होता है। इसलिए, PLA PHA से कम महंगा है। हालाँकि, PLA भंगुर है और इसका अनुप्रयोग PHA की तुलना में अधिक प्रतिबंधित है। निर्माता एडिटिव्स या पॉलिमर को शामिल करके इस समस्या से निपटते हैं।
- उपयोग: इसे किराना बैग, खाद्य पैकेजिंग, बोतलें, कप और प्लेटों में बनाया जाता है। चूंकि यह एसिड की उपस्थिति में अच्छी तरह से विघटित हो जाता है, इसलिए इसका उपयोग कुछ चिकित्सा अनुप्रयोगों जैसे मेडिकल टांके और प्लेटों में किया जाता है, जहां यह 90 दिनों के बाद घुल जाता है, सीआईईसी रिपोर्ट में कहा गया है। इसका उपयोग वस्तुओं की 3-डी प्रिंटिंग में भी किया जाता है।
- PLA और पॉलिमर मिश्रण: PHA को DUJS के अनुसार इसके गुणों में सुधार करने के लिए नवीकरणीय स्रोतों से पॉलिमर के साथ भी मिश्रित किया जा सकता है।
- जैव निम्नीकरण: पीएलए को पिछवाड़े में आसानी से खाद नहीं बनाया जा सकता क्योंकि इस वातावरण में आवश्यक तापमान और जल स्तर उपलब्ध नहीं हैं।
- पीएलए को मिट्टी को ख़राब होने में छह-12 महीने लग सकते हैं।
- PLA को व्यावसायिक सुविधाओं को ख़राब करने में तीन-छह महीने लगते हैं, वर्ल्ड सेंट्रिक नोट करता है।
- जब ऑक्सीजन की उपस्थिति में अपघटन होता है, तो अंतिम उत्पाद कार्बन डाइऑक्साइड और पानी होते हैं।
- यदि पीएलए का क्षरण ऑक्सीजन के बिना लैंडफिल में होता है, तो यह मीथेन गैस पैदा करता है जो अमेरिकन केमिकल सोसाइटी द्वारा जारी कार्बन डाइऑक्साइड की तुलना में पर्यावरण के लिए 20 गुना अधिक हानिकारक है (पृष्ठ 2)।
- PLA ने ASTM D7081 परीक्षण पास नहीं किया क्योंकि CalRecycle (पृष्ठ 7) के अनुसार छह महीने के बाद समुद्री जल में केवल 3% विघटित हुआ।
चूंकि पीएलए मिट्टी या समुद्री जल में जल्दी से विघटित नहीं होता है, कूड़ा-कचरा होने पर यह एक समस्या बन सकता है।
बायोमास आधारित बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक
बायोमास आधारित प्लास्टिक फसल के अवशेषों के साथ-साथ पेड़ों से प्राप्त लकड़ी से प्राप्त स्टार्च और सेलूलोज़ से बने होते हैं।
सेलूलोज़ एसीटेट
सेल्यूलोज एसीटेट (सीए) एक सिंथेटिक उत्पाद है जो पौधे के प्रत्येक भाग में पाए जाने वाले सेल्यूलोज से प्राप्त होता है। 2018 के वैज्ञानिक प्रकाशन के अनुसार वर्तमान में सेलूलोज़ का उपयोग कपास, लकड़ी और फसल के कचरे से किया जाता है। इसका उपयोग मोल्डेड सॉलिड प्लास्टिक, सिगरेट फिल्टर, कोटिंग्स, फोटोग्राफिक-फिल्में और फिल्टर बनाने के लिए किया जा सकता है। सिलोफ़न सेलूलोज़ से निर्मित एक बायोडिग्रेडेबल फिल्म है। Phys.org के अनुसार बेकार फसल और लकड़ी सामग्री से नई प्लास्टिक फिल्में खोजने के लिए नए शोध चल रहे हैं जो जल प्रतिरोधी और बायोडिग्रेडेबल हैं।
बायोडिग्रेडेबिलिटी: शोध से पता चलता है कि प्रकृति में 18 महीने के बाद सीए का क्षरण होता है और इसका वजन 70% कम हो जाता है।
स्टार्च
2017 की समीक्षा में कहा गया है कि थर्मोप्लास्टिक बनाने के लिए स्टार्च को गर्मी, पानी और प्लास्टिसियर से उपचारित किया जाता है। इसकी मजबूती को बेहतर बनाने के लिए इसे अन्य सामग्रियों से बने फिलर्स के साथ मिलाया जाता है। स्टार्च के मुख्य स्रोत मक्का, गेहूं, आलू और कसावा हैं। इस प्लास्टिक का उपयोग पैकेजिंग, बैग और कृषि गीली घास की फिल्मों, टेबलवेयर, फूलों के बर्तनों में किया जाता है और पैकेजिंग और उपभोक्ता सामान बनाने के लिए ढाला जाता है। फ़ूड पैकेजिंग फ़ोरम के अनुसार इसे पॉलीस्टाइनिन (पीएस) के विकल्प के रूप में देखा जाता है। 2017 की भौतिक रिपोर्ट के अनुसार बायोबेस्ड और पारंपरिक प्लास्टिक को अधिक बायोडिग्रेडेबल बनाने के लिए उनमें स्टार्च मिलाया जाता है।
बायोडिग्रेडेबिलिटी: स्टार्च-आधारित प्लास्टिक कंपोस्टेबल या केवल बायोडिग्रेडेबल हो सकता है। औद्योगिक सुविधाओं में कम्पोस्टेबल वेरिएंट को डीग्रेड होने में 90 दिन लगते हैं, जबकि बायोडिग्रेडेबल वेरिएंट को 46% डीग्रेड होने में 100 दिन और पूरी तरह से डीग्रेड होने में दो साल तक का समय लगता है।
जीवाश्म ईंधन आधारित बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक
बायोप्लास्टिक्स गाइड के अनुसार, कुछ नए जीवाश्म ईंधन प्लास्टिक हैं जो बायोडिग्रेडेबल भी हो सकते हैं। सबसे आम हैं पॉलीब्यूटिलीन सक्सिनेट (पीबीएस), पॉलीकैप्रोलैक्टोन (पीसीएल), पॉलीब्यूटाइरेट एडिपेट टेरेफ्थेलेट (पीबीएटी) और पॉलीविनाइल अल्कोहल (पीवीओएच/पीवीए)।
- PBATएक बहुलक है जो जीवाश्म ईंधन डेरिवेटिव से उत्पन्न होता है और कभी-कभी स्टार्च के साथ संयोजन में उपयोग किया जाता है। इस पॉलिमर को नवीकरणीय स्रोतों से उत्पादित करने के प्रयास जारी हैं। बायोप्लास्टिक्स गाइड इसे एलडीपीई और एचडीपीई के विकल्प के रूप में देखते हैं। इसका उपयोग कचरा बैग, रैपिंग फिल्म, डिस्पोजेबल पैकेजिंग और टेबलवेयर (कप, व्यंजन आदि) बनाने के लिए किया जाता है। यह न केवल बायोडिग्रेडेबल है बल्कि कंपोस्टेबल भी है।
- PCL एक सिंथेटिक पॉलीस्टर है जिसका उपयोग चिकित्सीय अनुप्रयोग (टांके और फाइबर) में, सतह कोटिंग, जूते और चमड़े के लिए चिपकने वाले, और जूते के लिए स्टिफ़नर के रूप में कंपोस्टेबल बैग बनाने के लिए किया जाता है। आर्थोपेडिक स्प्लिंट्स।इस प्लास्टिक को यीस्ट द्वारा विघटित किया जा सकता है। इस सामग्री से बनी 90% से अधिक फिल्में और 40% फोम 15 दिनों में नष्ट हो सकते हैं।
- PBS जीवाश्म ईंधन से उत्पन्न एक राल है या इसे सक्सिनिटी (पृष्ठ 1, 5) के अनुसार जैव आधारित भी किया जा सकता है। इसकी गुणवत्ता में सुधार के लिए इसे अन्य बायोबेस्ड पॉलिमर या जूट जैसे फाइबर के साथ जोड़ा जा सकता है। पीबीएस का उपयोग खाद्य पैकेजिंग, सर्विस वेयर, कृषि गीली घास की चादरें, पौधों के बर्तन, डायपर जैसे स्वच्छता उत्पाद और मछली पकड़ने के जाल बनाने के लिए किया जाता है।
- PVOH एक राल है जिसका उपयोग पैकेजिंग फिल्में बनाने के लिए किया जा सकता है जो एलडीपीई और एचडीपीई की जगह ले सकती हैं। फूड पैकेजिंग फोरम के अनुसार इसके अन्य महत्वपूर्ण अनुप्रयोग कागज और बोर्ड उत्पादन के लिए कोटिंग्स और एडिटिव्स के रूप में हैं।
इनप्रोबायो (पृष्ठ 4) के अनुसार सभी चार जीवाश्म ईंधन आधारित प्लास्टिक औद्योगिक खाद में तीन महीने में, पिछवाड़े की खाद में एक वर्ष में और मिट्टी/लैंडफिल में एक से दो साल में बायोडिग्रेड हो जाते हैं।
पुनर्चक्रण और खाद
विभिन्न बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक के गुणों को उनके जीवन-चक्र के अंत में उपचारित करने के लिए ध्यान में रखा जाना चाहिए, पर्यावरण संरक्षण एजेंसी (ईपीए) ने चेतावनी दी है।
- ईपीए बताता है कि बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक को उन डिब्बे में नहीं जोड़ा जाना चाहिए जो पारंपरिक प्लास्टिक को रीसायकल करते हैं क्योंकि वे विभिन्न सामग्रियों से बने होते हैं। यह जैव आधारित और जीवाश्म ईंधन दोनों प्रकारों के लिए सच है।
- भले ही प्लास्टिक को बायोडिग्रेडेबल और खाद योग्य के रूप में चिह्नित किया गया है, उनमें से कई केवल वाणिज्यिक खाद सुविधाओं पर उपलब्ध स्थितियों में ही नष्ट हो सकते हैं; निकटतम खाद संयंत्र की जानकारी के लिए स्थानीय रीसाइक्लिंग एजेंसियों से संपर्क करें। 2017 में अमेरिका में केवल 200 ऐसी सुविधाएं थीं, इसलिए इस प्रकार के केंद्रों को बढ़ाने की जरूरत है।
- कंपोस्ट डिब्बे में डालने से पहले उत्पाद निर्देशों का पालन करके पुष्टि करें कि बैग घर पर खाद बनाने योग्य हैं।
- सुविधाओं की कमी के कारण, रीसाइक्लिंग के माध्यम से बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक से सामग्री की पुनर्प्राप्ति संभव नहीं है।
बायोबेस्ड और बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक का लाभ उठाने के लिए कुशल पृथक्करण, संग्रह और क्षरण आवश्यक है। इसके अभाव में, अधिकांश बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक लैंडफिल में चले जाते हैं।
बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक का भविष्य
प्लास्टिक की बायोडिग्रेडेबल प्रकृति प्लास्टिक प्रदूषण की समस्या का समाधान नहीं कर सकती है यदि उनका उचित तरीके से निपटान न किया जाए। उपभोक्ता व्यवहार के लिए पारंपरिक जीवाश्म ईंधन प्लास्टिक से बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक में परिवर्तन से लाभ उठाने के लिए खपत को कम करने या प्लास्टिक के पुनर्चक्रण पर ध्यान केंद्रित करना अभी भी आवश्यक है।
