מאז שבקליט נחשף ב-1907 כפלסטיק הסינטטי הראשון - הוא שימש כמבודד חשמלי - סוג החומרים הקל, החזק והניתן לעיצוב זה עזר ליצור את העולם המודרני. פלסטיק הוא מרכיב עיקרי בעיצוב וייצור מוצרים, והשימוש בהם, במיוחד כפריטים חד פעמיים כמו בקבוקי מים ואריזות מזון, הולך ומתרחב. המשקל הכולל של הפלסטיק המיוצר בשנה עומד כיום על יותר מ-380 מיליון טון והוא אמור להגיע ל-900 מיליון טון עד 2050.
אבל, כמו הדלקים המאובנים שמהם הם עשויים, לפלסטיק עלולות להיות השלכות סביבתיות שליליות. עד שנת 2050, כ-12 מיליארד טונות של פסולת פלסטיק יישבו במזבלות או יזהמו את הסביבה הטבעית. לשם השוואה, מספר זה עמד על כ-4.9 מיליארד טון בשנת 2015. פלסטיק משומש מהווה גם חלק גדול מהדלק המוזן למשרפות פסולת יוצרות אנרגיה, המהווים מקור לפליטת פחמן. סרטים דוקומנטריים כמו אלה שסיפר דיוויד אטנבורו משכו את תשומת הלב לסכנות הסביבתיות הנשקפות מפסולת פלסטיק. צילומים של בקבוקי מים שנזרקו חונקים את החיים הימיים סייעו גם הם לעורר סערה ציבורית והעלו את זיהום הפלסטיק על סדר היום העולמי.
למרות שפלסטיקים רבים נושאים כיום את סמל המיחזור, בפועל מיחזור פלסטיק הוא גס ודורש אנרגיה. פלסטיק ממוחזר נוטים להיות באיכות נמוכה יותר - יש להם פחות חוזק - מאשר פלסטיק שיוצרו לאחרונה. יותר ויותר, נמכרים לצרכנים מוצרים העשויים מפלסטיק מתכלה, המופקים ממקורות צמחיים או עם חמצן וכימיקלים אחרים כדי לאפשר את פירוקם בסביבה. עם זאת, זה מסבך את מאמצי המיחזור, מכיוון שלפלסטיק מתכלה יש השפעה מזיקה על איכות הפלסטיק הממוחזר, ואין דרך אמינה למפעלי המחזור להפריד את הפלסטיק הזה מצורות אחרות.
כיצד ניתן ליצור פלסטיק בר-קיימא יותר הפכה לאחת השאלות הגדולות והדחופות ביותר בכימיה כיום. חוקרים מענפים רבים של התחום עובדים כעת על דרכים לצמצום פסולת פלסטיק ולשפר את הסיכויים שניתן למחזר אותה.
מאמץ אחד כזה מדווח בגיליון השבוע של Nature. סטפן מקינג ועמיתיו מאוניברסיטת קונסטנץ בגרמניה מתארים סוג חדש של פוליאתילן - אחד הסוגים הנפוצים ביותר של פלסטיק חד פעמי - שניתן למחזר על ידי שחזור רוב חומרי המוצא - משהו שקשה לעשות איתו חומרים קיימים וטכנולוגיות מיחזור.
הפלסטיק החדש הזה צריך להיבדק עוד יותר, ויש להעריך את השפעותיו על תשתית המיחזור הקיימת. זה ידרוש סוג שונה של טכנולוגיית מיחזור מזו הקיימת במרכזי המיחזור הקיימים. אם יש הסכמה שצריך להשתמש בו, ואם אפשר להגדיל אותו, יש לזה פוטנציאל להאיץ את המעבר לפלסטיק ממוחזר. זה יכול להיות חלק מהפתרון להפיכת השימוש בפלסטיק לפחות מזיק.
אבל כימיה לבדה יכולה לקחת אותנו רק עד כה. אם יש לצמצם את שריפת הפלסטיק ואת הצטברות החומרים באוקיינוסים ובמזבלה, התעשייה לא יכולה להמשיך לייצר פלסטיק בקצב הנוכחי. חברות צריכות לקחת אחריות רבה יותר על מחזור החיים המלא של מוצרי הפלסטיק שלהן. וכדי שזה יקרה, ממשלות יצטרכו להציג יותר תקנות, וגם אמנת פלסטיק מוצעת של האו"ם צריכה להצליח.
מערכת חד כיוונית
פלסטיק מיוצר על ידי שילוב שרשראות של אבני בניין מולקולריות פשוטות. זה לא קל להפעיל את התהליך הזה לאחור כדי ליצור חומרים לשימוש חוזר - למרות שהחוקרים התקדמו. המכשול העיקרי למיחזור פלסטיק משופר הוא כיצד לשבור את הקשרים הכימיים בדרך שיטתית ובעלת אנרגיה נמוכה כדי לשחזר חומרים יקרי ערך שיוכלו לאחר מכן לשמש לייצור פלסטיק באיכות גבוהה באותה מידה.
ישנן מספר דרכים לתת לפלסטיק חיים שלאחר המוות. אלה כוללים מיחזור מכני - לפיו הם נחתכים, מותכים ועושים שימוש חוזר כפלסטיק באיכות נמוכה יותר. אפשרות נוספת היא למיחזור כימי - על ידי שבירת הקשרים שמחזיקים את מולקולות הפלסטיק הארוכות יחד, יצירת מולקולות קטנות ושימושיות שניתן להפוך אותן לפלסטיק חדש. הגישה האחרונה, אולי הקשה מבין השתיים, היא מה שמקינג ועמיתיו עבדו עליה.
הצוות הזה הוא אחד מכמה ברחבי העולם שניסו למצוא דרך כזו למיחזור פוליאתילן. באמצעות מקור מתחדש, מקינג ועמיתיו יצרו חומר חזק דמוי פוליאתילן המכיל קבוצות כימיות שניתן לפצל בקלות יותר מאלו שבפלסטיק קונבנציונלי, מה שמאפשר לפרק את החומר בשלב המיחזור. המדענים הצליחו לשחזר כמעט את כל חומר המוצא באמצעות תהליך המיחזור, ומתוכו ליצור מחדש את החומר דמוי הפוליאתילן.
עבודה זו באה בעקבות זו של צוות אחר, שדיווח על ממצאים דומים באוקטובר. סוזנה סקוט מאוניברסיטת קליפורניה, סנטה ברברה, ועמיתיה השתמשו בזרז כדי לעזור לפרק פוליאתילן למולקולות קטנות יותר שיכולות לשמש כאבני התחלה לייצור סוגים שונים של פולימר.
זוהי כימיה חכמה ומחקר חיוני. כעת יש לחקור את הגישה עבור סוגים שונים של פלסטיק ובקנה מידה גדול יותר. אבל, כל עוד השימוש בפלסטיק ממשיך לעלות, מיחזור לבדו לא יקטין את זיהום הפלסטיק.
התעשייה מודעת לכך היטב, והיא עוסקת - אם כי לא כמעט כפי שהיא צריכה - בשאלה כיצד להפחית את התפוקה שלה. חמישית מהחברות המייצרות או משתמשות באריזות פלסטיק התחייבו להתחייבות בשם New Plastics Economy Global Commitment, שנוצרה על ידי קרן אלן מקארתור ותוכנית הסביבה של האו"ם. החותמים מבטיחים להגביר את מיחזור הפלסטיק כחלק ממחויבות רחבה יותר לעקרונות הכלכלה המעגלית, שמטרתם להשיג שימוש מתמשך במשאבים ולסלק פסולת. אבל, לפי הדו"ח האחרון, ההתקדמות אינה אחידה - במיוחד כשמדובר בצמצום אריזות חד פעמיות ואימוץ אריזות לשימוש חוזר לחלוטין.
ברור שצריך ללחוץ על חברות, או ללחוץ עליהן יותר לפעול. אם הם היו נדרשים לקחת אחריות על כל מחזור החיים של מוצרי הפלסטיק שלהם, הם היו פחות נוטים להשתמש בחומרים שקשה לעשות בהם שימוש חוזר או למחזר. לשם כך, אמנה גלובלית מוצעת, שמתוארת כמקבילה להסכם האקלים של פריז לזיהום פלסטיק, צריכה להצליח. בעבר, אמנות שמטרתן להתמודד עם שינויי אקלים ואובדן המגוון הביולוגי זכו להתנגדות, ואף הוחלשו, על ידי חלק מהתעשייה ועל ידי ממשלות עם אינטרסים בדלק מאובנים. ההיסטוריה לא יכולה לחזור על עצמה; לכוכב אין זמן.
כימאים נתנו פלסטיק לעולם לפני יותר ממאה שנה. אבל החומרים השימושיים בצורה יוצאת דופן הם כעת מקור רציני למצוקה סביבתית. למרבה המזל, כימאים הן באקדמיה והן בתעשייה נחושים למצוא דרך מיטיבה לסביבה לבטל את בחירת הפלסטיק. חברות וממשלות חייבות כעת להתגבר ולקחת אחריות על חלקן בהצטברות פסולת פלסטיק. פעולה לא יכולה לבוא מוקדם מדי.
Nature 590, 363-364 (2021)
doi: https://doi.org/10.1038/d41586-021-00391-7
