Các nhà khoa học đang giải quyết những vấn đề nào? Khi nào thế giới sẽ từ bỏ nhựa? Liệu có thể tái chế toàn bộ lượng rác thải nhựa? Vấn đề chính với nguồn vi nhựa là gì? Giáo sư Keith Stevenson của Skoltech trả lời các câu hỏi này trong cuộc phỏng vấn của Sputnik.
Sputnik: Sản lượng sản xuất nhựa trên thế giới là bao nhiêu, tại sao nhựa lại nguy hiểm, nhựa mất bao lâu để phân hủy? Liệu nhựa có thể được coi là vĩnh cửu?
- Con người đang sống trong thế giới nhựa. Nhựa đang trở thành một thành phần chính của cuộc sống hàng ngày. Khi bạn đặt hàng trực tuyến hoặc đến cửa hàng, các thứ hàng mà bạn mua đều có bao bì bảo vệ, và trong đa số trường hợp đó là bao bì nhựa.
Khoảng 160 triệu tấn Ethylene được sản xuất hàng năm, doanh thu thị trường này là 160 tỷ USD /năm. Nhựa được làm từ ethylene là một ngành công nghiệp có quy mô thị trường lớn trên thế giới. Và hầu hết nhựa này được gọi là polyethylene. Khi bạn mua chai đựng chất lỏng, bạn có thể thấy các ký hiệu dưới đáy. Chai thường được làm từ HDPE - polyethylene mật độ cao. Nhưng, polyethylene cũng có thể có mật độ thấp hoặc mật độ trung bình. Điều này chủ yếu xác định mức độ trùng hợp, được gọi là mật độ của nhựa. Mật độ của nhựa quyết định tốc độ phân hủy của nó sau khi sử dụng, nhưng, trong mọi trường hợp, ở đây nói về mấy nghìn năm. Sản phẩm nhựa không phân hủy.
Ngay cả khi nói đến các dạng nhựa khác, bạn vẫn kết thúc với nhựa khó phân hủy. Ví dụ, bạn có thể sử dụng ethylene để sản xuất poli (vinyl clorua) - PVC, đây là cơ sở cho hệ thống ống nước trong nhà của bạn. Đây là một loại nhựa có khả năng chống ăn mòn hóa chất tốt hơn.
Nhưng, ở đây có một vấn đề khác. Khi bạn đưa các halogen (clo, flo, brom và iốt, v.v.) có thể có trong rác thải nhựa vào môi trường, chúng không chỉ tồn tại lâu hơn mà còn biến thành các hợp chất hóa học độc hại.
Sputnik: Tại sao các nhà khoa học đang nghiên cứu việc biến khí thải CO2 thành nhựa?
- Nhân loại đang cố gắng loại bỏ khí thải gây hiệu ứng nhà kính, có liên quan đến biến đổi khí hậu. Khí nhà kính cũng được thải ra trong quá trình sản xuất nhựa. Mối liên hệ như vậy với biến đổi khí hậu có vẻ không rõ ràng, nhưng, trên thực tế, chính việc phát thải khí nhà kính đang khiến con người thay đổi cách sống. Việc phát thải khí nhà kính tác động đến khí hậu, dẫn đến sự tan chảy ồ ạt của các sông băng, mực nước biển dâng cao và những hậu quả thảm khốc khác. Do đó, một lĩnh vực nghiên cứu khác của các nhà khoa học là tìm kiếm cách thu giữ CO2 từ khí quyển hoặc biến khí thải CO2 thành nhựa. Các nhà khoa học đã thảo luận vấn đề này vào những năm 1970, sau đó vào những năm 1980 khi việc sử dụng dầu đạt đỉnh. Họ bắt đầu suy nghĩ về cách làm giảm lượng khí thải CO2 trong quá trình sản xuất nhựa. Một số nhà khoa học đã đề xuất sản xuất carbon monoxide (CO) từ CO2, chất không gây ảnh hưởng bất lợi đến khí quyển trong quá trình sản xuất nhựa. Nhưng công nghệ này vẫn tốn kém nếu bạn chuyển đổi CO2 thành carbon monoxide bằng cách sử dụng điện.
Tất cả các phương pháp khác đòi hỏi trùng hợp etylen ở áp suất cao và nhiệt độ cao, vì vậy vấn đề chính là lấy CO2, phân hủy nó và lấy ethylene. Các nhà khoa học ở các quốc gia khác nhau đang nghiên cứu những phương pháp mới, thân thiện hơn với môi trường để sản xuất ethylene từ các nguyên liệu thô khác nhau, chủ yếu là khí tự nhiên. Nếu các cuộc nghiên cứu đem lại kết quả, mức độ ô nhiễm sẽ giảm đáng kể. Các cơ sở sản xuất ethylene thải ra hơn 200 triệu tấn CO2 vào khí quyển hàng năm.
Giới khoa học bắt đầu xem xét kỹ lưỡng phương pháp sau đây. Các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng, các chất xúc tác đặc biệt có trong tế bào điện hóa có độ pH cao có thể tổng hợp chọn lọc các hợp chất như ethanol và ethylene. Sự phát triển của phương pháp này đã dẫn đến kết luận rằng 87% lượng khí thải CO2 có thể được chuyển đổi thành ethanol và ethylene.
Thật đáng tiếc, ngay cả những phát triển thành công như vậy cũng không thể được chuyển sang sử dụng thương mại – phương pháp này không mang lại lợi nhuận. Ngoài ra, để sử dụng phương pháp này trên quy mô lớn, cần phải thay đổi cơ sở hạ tầng sản xuất nhựa. Để áp dụng công nghệ mới cần phải không chỉ lắp đặt thêm một thiết bị đối lưu mà còn đưa ra những thay đổi vào hệ thống cung cấp nguyên liệu.
Sputnik: Có lẽ nhân loại nên từ chối sử dụng sản phẩm nhựa?
- Tôi nghĩ rằng, nhân loại sẽ không bao giờ từ chối sử dụng sản phẩm nhựa. Nhựa có rất nhiều ưu điểm, nên việc loại bỏ nó có nghĩa là trở lại thời đồ đá.
Tôi không nghĩ rằng nhiều người sẵn sàng hy sinh bản thân vì lợi ích của cuộc sống trong tự nhiên, như tổ tiên của chúng ta. Nếu nói về một xã hội công nghiệp, thì cho đến nay, các lựa chọn thay thế cho nhựa đều là đắt hơn nhựa. Ngoài ra, khi chúng ta nói về việc thay thế nhựa bằng gỗ hoặc vật liệu sinh học, chúng ta vẫn sẽ thải thêm CO2 vào khí quyển. Ngoài ra, chúng ta cần có phân bón để những cây trồng phát triển nhanh hơn, mà việc sản xuất các loại phân bón cũng tiêu tốn nhiều năng lượng và cũng là nguồn thải ô nhiễm.
Sputnik: Ông có thể nói gì về vi nhựa? Vi nhựa giống như người anh em nhỏ của nhựa đã lan rộng ra khắp toàn cầu.
- Vi hạt nhựa được thêm vào các sản phẩm vệ sinh cá nhân và mỹ phẩm như xà phòng, sữa rửa mặt như một nhân tố tẩy da chết. Nếu bạn nhìn vào thành phần các sản phẩm thuộc các thương hiệu nổi tiếng, bạn sẽ thấy hạt vi nhựa trong đó. Microplastic được thêm vào để làm cho việc sử dụng mỹ phẩm dễ chịu hơn. Vi nhựa được tìm thấy trong những thứ mà chúng ta sử dụng hàng ngày, chẳng hạn như kem đánh răng.
Vấn đề với vi nhựa là kích thước hạt rất nhỏ. Việc sản xuất hàng loạt các sản phẩm vi nhựa đã dẫn đến việc các hạt này có thể được tìm thấy trong không khí, thực phẩm, nước uống. Ngay cả ở Bắc Cực, thậm chí trong lớp băng, người ta đã tìm thấy hạt vi nhựa. Tôi xin nói thêm rằng, hầu hết các hạt vi nhựa gần như không bị suy thoái và có thể tồn tại hơn một nghìn năm.
Do những mẩu nhựa có kích thước rất nhỏ, chúng có thể xâm nhập vào cơ thể sống, ví dụ, vào người, động vật, cá. Câu hỏi đặt ra: mức độ nào của vi nhựa có thể được coi là nguy hiểm đến tính mạng? Ngoài ra, đã có những quan sát cho thấy rằng, hạt vi nhựa xâm nhập vào nội tạng của chim hoặc động vật, có tác động tiêu cực đến chúng.
Sputnik: Có lẽ ít nhất vi nhựa có thể bị cấm?
- Tôi nghĩ rằng mọi người sẽ cố gắng giải quyết vấn đề thu thập vi nhựa, nhưng, có vấn đề tách hạt vi nhựa khỏi các chất thải khác. Làm thế nào để bạn tách hạt vi nhựa khỏi các hạt khác có cùng kích thước? Phải làm thế nào để giải quyết vấn đề này? Bạn không thể sử dụng một bộ lọc đơn giản để bắt các hạt vi nhựa. Quá trình này đòi hỏi nhiều năng lượng hơn, nỗ lực hơn và chi phí cao hơn nhiều so với việc sản xuất sản phẩm vi nhựa. Một vấn đề khác là tái chế. Chúng ta chỉ có thể tái chế 20% lượng nhựa, bởi vì việc tái chế 80% nhựa còn lại có chi phí gấp nhiều lần so với bản thân nhựa. Như vậy, chúng ta đang cố gắng thoát khỏi vòng luẩn quẩn đó.
Sputnik: Liệu nhựa có thể được “tái chế vô hạn”?
Đây có thể là một giải pháp hiệu quả. Nhưng, mỗi loại nhựa được sản xuất hàng loạt phải đạp ứng các yêu cầu. Một mặt, chúng ta yêu cầu để nó phân hủy nhanh hơn, mặt khác, chúng ta muốn để nó bền chặt hơn. Chúng ta muốn có nhựa với những tính chất nào?
Theo tôi, cần phải áp dụng thêm nhiều loại nhựa có thể tái chế.