時間:2025 年 3 月 28 日 來源:IAEA
家庭垃圾中的混合塑膠(如一次性包裝)很難回收,因為它含有不同類型的塑膠。輻射照射可以將這些廢棄物轉化為高性能塑膠。
2024年12月,在韓國釜山舉行的關於塑膠污染(包括海洋環境污染)具有法律約束力的國際文書第五次談判會議閉幕時,聯合國環境規劃署執行主任英格·安德森表示:“全世界對消除塑料污染的承諾是明確且不可否認的。”
當來自 170 多個國家的代表和數百個組織的觀察員在瑞士日內瓦為下一屆會議做準備時,科學家和技術人員在應對全球塑膠污染危機的研究方面正在取得進展。回收和再利用工作正在不斷加強,成為處理塑膠廢物最可行的選擇,而輻射技術正成為將廢棄塑膠和生物質轉化為新產品具有創新、清潔和高效的工具。
塑膠污染的禍害並不是什麼新鮮事。在比利時化學家 Leo Baekeland 於 1907 年發明第一種全合成塑膠——電木之前,橡膠和纖維素等天然聚合物曾被廣泛使用。
到20世紀中葉,全球每年塑膠產量已達約200萬噸。如今,塑膠的年產量已超過 4 億噸,我們幾乎每天都會用到某種形式的塑膠。如果一切按常態發展,預計到 2050 年全球初級塑膠產量成長將接近三倍,達到 11 億噸。
傳統回收面臨的挑戰
儘管做出了許多回收努力,但迄今為止,全球產生的 70 億噸塑膠垃圾中,只有不到 10% 得到了回收。塑膠不能生物降解。它不會分解,而是碎裂成更小的碎片,從而形成微塑膠。從我們呼吸的空氣到南極洲的海洋,它們幾乎無所不在。
菲律賓採用傳統的回收技術生產廉價的學校用椅子。透過輻射可以實現塑膠的升級再造和更高價值的回收,這可以使新材料作各種應用。
機械或化學方式回收是目前採用的兩種主要回收技術。機械回收是最常見的方法,回收類似的塑膠可重新用作塑膠生產的原料。該過程包括收集、分類、清洗和研磨塑料,然後將其熔化並重新加工成新材料。
雖然成本相對低廉,但這種回收方式需要對不同的聚合物進行分類,因此很難處理多層或混合塑膠。此外,該回收方式不能使用超過兩次,因為回收材料的品質會降低,並且它僅適用於熱塑性塑膠(可以重新熔化並重新塑造成產品的塑膠)。
另一方面,化學回收可以處理更多種類的混合塑膠廢物,包括受污染和低品質的廢物,將其分解為分子成分,將其轉化為可用於生產新塑膠或其他產品(如燃料)的物質。這種方法成本相當高,因為它需要投入高昂的能量,而且開發大規模化學回收設施需要投資大量的基礎設施。
輻射有何幫助?
採用加馬束和電子束的輻射技術透過提供更清潔的生產和回收製程、避免使用潛在有害的添加劑以及提高能源效率,在減少塑膠廢物方面具有其獨特的優勢。
國際原子能總署輻射處理部門官員阿齊拉·賓蒂·奧斯曼說:“輻射照射在塑料回收中的主要好處在於它能夠在分子層面上改變塑料的化學結構。” “輻射照射可以透過兩種方式幫助減少塑料廢物的體積:通過增加難以回收塑料的再利用,製成有價值的產品,以及通過開發生物基塑料以減少對石油基塑料的依賴。”
使用加馬射線或電子束照射可以輔助傳統的塑膠回收方法。
根據聚合物類型,輻射照射是對已清洗和研磨的再生塑膠進行分類非常有效的工具。這改進了回收塑膠的純度,從而提高了其價值。
輻射照射還可以輔助和增強傳統的回收方法。當與被稱為熱解的化學回收方法相結合使用時,就會產生輻射分解,塑膠廢棄聚合物可以分解並轉化為燃料或化學成分,從而創造新產品,而無需添加原始(非回收)的聚合物。
工作人員在菲律賓的電子束設施中等待傳送帶上紙箱中的塑膠顆粒被運送到輻射照射室。
除了傳統的回收利用之外,輻射照射還提供了創新的方法,使塑膠廢棄物可以與其他材料混合,以製造出更耐用的產品。這促進了可用於製造汽車或建築行業的高性能材料。例如,菲律賓針對回收塑膠製成的建築材料(如瓷磚、磚塊、木材和木板)進行輻射照射,以提高其抗拉強度、剪力強度、耐磨性和其他機械性能。
此外,輻射輔助技術在使用再生資源生物質時也有望製造出更耐用的最終產品。這使得可能生產生物基塑膠和其他高價值化合物,例如可以取代傳統石油基塑膠的新型包裝材料。