ปัจจุบัน นโยบายด้านสิ่งแวดล้อมของสหภาพยุโรปมุ่งเน้นไปที่การใช้พลาสติกรีไซเคิลเป็นหลัก โดยตลาดให้ความสนใจในการจัดลำดับความสำคัญของวัสดุรีไซเคิล วัสดุชีวภาพ- และวัสดุที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพในที่สุด พลาสติกชีวภาพ-หมายถึงพลาสติกที่ได้มาจากชีวมวล เช่น PLA (กรดโพลีแลกติก) และ Bio-PE ในขณะที่พลาสติกย่อยสลายได้ทางชีวภาพหมายถึงพลาสติกที่สามารถย่อยสลายได้ด้วยจุลินทรีย์ รวมถึง PLA และ PHA ทั้งสองไม่ได้แยกจากกัน
ข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับพลาสติกชีวภาพ-และพลาสติกที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ
จากมุมมองของสหภาพยุโรปในปัจจุบันเกี่ยวกับเศรษฐกิจหมุนเวียนของพลาสติก นโยบายของสหภาพยุโรปเมื่อเร็วๆ นี้สนับสนุนการใช้พลาสติกรีไซเคิลเพื่อยืดอายุการใช้งานเป็นหลัก จากมุมมองของตลาด ลำดับความสำคัญสำหรับการใช้พลาสติกที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมในตลาดยุโรปและอเมริกาคือ:
1. วัสดุรีไซเคิล
2. วัสดุชีวภาพ-
3. วัสดุที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ – โดยเน้นไปที่การย่อยสลายในทะเลในกลุ่มวัสดุที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพโดยเฉพาะ
ตามคำจำกัดความของสำนักงานสิ่งแวดล้อมสหภาพยุโรป:
(1) พลาสติกชีวภาพ-หมายถึงพลาสติกที่ผลิตโดยใช้ชีวมวล (บางส่วน) เช่น น้ำตาล แป้ง หรือวัสดุจากพืช แทนที่จะเป็นปิโตรเลียม
(2) พลาสติกย่อยสลายได้ทางชีวภาพหมายถึงพลาสติกที่สามารถย่อยสลายตามธรรมชาติโดยสิ่งมีชีวิตภายใต้สภาวะเฉพาะ แม้ว่าเงื่อนไขและเวลาที่ต้องใช้ในการย่อยสลายจะแตกต่างกันไป
การจำแนกประเภทเหล่านี้ไม่ได้แยกจากกัน พลาสติกที่ทำจากชีวมวลไม่รับประกันว่าจะย่อยสลายทางชีวภาพได้ พลาสติกที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพยังสามารถใช้ปิโตรเลียมเป็นวัตถุดิบได้
นอกเหนือจากที่กล่าวข้างต้น ยังมีหมวดหมู่อื่นๆ อีกมากมาย เช่น พลาสติกที่ย่อยสลายได้ทางอุตสาหกรรม พลาสติกที่ย่อยสลายได้ในครัวเรือน และพลาสติกที่ย่อยสลายได้แบบออกซิเดชั่น
พลาสติกชีวภาพ-ที่ไม่สามารถ-ย่อยสลายได้ทางชีวภาพหมายถึงพลาสติกประเภทหนึ่งที่มีวัตถุดิบที่ได้มาจากชีวมวลบางส่วนหรือทั้งหมด แม้ว่าพลาสติกเหล่านี้จะผลิตจากทรัพยากรหมุนเวียน แต่ก็ไม่จำเป็นต้องย่อยสลายทางชีวภาพเสมอไป การที่สิ่งใดสิ่งหนึ่งสามารถย่อยสลายทางชีวภาพได้หรือไม่นั้นขึ้นอยู่กับโครงสร้างทางเคมีของโมเลกุล ไม่ใช่ขึ้นอยู่กับวิธีการผลิต
ตัวอย่างเช่น:
พลาสติกชีวภาพ-: พลาสติกเหล่านี้ผลิตจากทรัพยากรหมุนเวียน เช่น ข้าวโพด อ้อย เซลลูโลส หนังปลา และเปลือกเมล็ดทานตะวัน อย่างไรก็ตาม แม้แต่พลาสติกชีวภาพ 100%-ก็ไม่จำเป็นต้องย่อยสลายทางชีวภาพได้ ตัวอย่างเช่น PET (polyethylene terephthalate) สามารถสังเคราะห์ทางชีวภาพได้ แต่ไม่สามารถย่อยสลายทางชีวภาพได้ ในขณะที่ PLA (polylactic acid) สามารถสังเคราะห์ทางชีวภาพและย่อยสลายทางชีวภาพได้ ดังนั้น พลาสติกชีวภาพ-จึงเน้นไปที่ประเด็นเรื่องวัตถุดิบเป็นหลัก
พลาสติกย่อยสลายได้ทางชีวภาพ: พลาสติกเหล่านี้สามารถย่อยสลายได้ตามธรรมชาติภายใต้การกระทำของจุลินทรีย์ การย่อยสลายทางชีวภาพเป็นกระบวนการทางเคมีที่จุลินทรีย์ในสิ่งแวดล้อมเปลี่ยนสารต่างๆ ให้เป็นวัสดุธรรมชาติ เช่น น้ำ คาร์บอนไดออกไซด์ และวัสดุที่ย่อยสลายได้โดยไม่ต้องใช้สารปรุงแต่งเทียม กระบวนการย่อยสลายทางชีวภาพส่วนใหญ่จะถูกกำหนดโดยสภาวะแวดล้อม (เช่น อุณหภูมิหรือสถานที่) คุณสมบัติของวัสดุ และการใช้งาน PLA, PHA และ PBS เป็นพลาสติกที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ พลาสติกเหล่านี้อำนวยความสะดวกในการจัดการของเสียและลด "มลภาวะสีขาว" เมื่อสิ้นสุดอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์
พลาสติกชีวภาพ-
พลาสติกชีวภาพ-คือพลาสติกที่ผลิตบางส่วนหรือทั้งหมดจากวัตถุดิบทางชีวภาพหมุนเวียน (เช่น พืชและจุลินทรีย์) แทนที่จะเป็นเชื้อเพลิงฟอสซิล (เช่น ปิโตรเลียม) พลาสติกเหล่านี้ใช้วัตถุดิบทางชีวภาพ เช่น น้ำตาลข้าวโพด อ้อย น้ำมันพืช และเซลลูโลสเป็นวัตถุดิบ ซึ่งจะถูกเปลี่ยนเป็นพลาสติกผ่านกระบวนการทางเคมีหรือชีวภาพ พลาสติกชีวภาพมีหลายประเภท- ซึ่งรวมถึงแต่ไม่จำกัดเพียงประเภทต่อไปนี้:
1. กรดโพลีแลกติก (PLA): หนึ่งในพลาสติกชีวภาพ-ที่พบมากที่สุด โดยถูกทำให้เป็นโพลีเมอร์จากกรดแลคติคที่เกิดจากการหมักน้ำตาลข้าวโพดหรือน้ำตาลจากพืชอื่นๆ PLA ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในบรรจุภัณฑ์ เครื่องใช้บนโต๊ะอาหารแบบใช้แล้วทิ้ง สิ่งทอ ฯลฯ
2. โพลีเอทิลีนชีวภาพ- (ไบโอ-PE): ใช้เอทานอลที่สกัดจากพืชผล เช่น อ้อย เป็นวัตถุดิบ จากนั้นนำไปทำให้แห้งเพื่อผลิตเอทิลีนแล้วจึงเกิดปฏิกิริยาโพลีเมอร์
3. โพลีเอทิลีนจากชีวภาพ- (Bio-PET) มีโครงสร้างทางเคมีเหมือนกับโพลีเอทิลีนแบบดั้งเดิม แต่วัตถุดิบได้มาจากทรัพยากรหมุนเวียน
4. โพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลตจากชีวภาพ- (Bio-PET) ผลิตโดยใช้วัตถุดิบจากชีวภาพ- (เช่น เอทานอลที่ได้มาจากอ้อย) แทนเชื้อเพลิงฟอสซิล การใช้งานรวมถึงการผลิตขวดพลาสติกและวัสดุบรรจุภัณฑ์
5. โพลีโพรพีลีนจากชีวภาพ- (Bio-PP) คล้ายคลึงกับ Bio-PE และ Bio-PET แต่ใช้ทรัพยากรหมุนเวียนเป็นวัตถุดิบ ใช้ในการบรรจุภัณฑ์ ชิ้นส่วนยานยนต์ และการใช้งานอื่นๆ อีกมากมาย
6. Polyhydroxyalkanoates (PHAs) เป็นพลาสติกย่อยสลายได้ชนิดหนึ่งที่ผลิตโดยจุลินทรีย์โดยตรงผ่านกระบวนการหมัก PHA สามารถย่อยสลายทางชีวภาพได้อย่างสมบูรณ์และเหมาะสำหรับบรรจุภัณฑ์ ฟิล์มทางการเกษตร และวัสดุชีวการแพทย์
7. ไนลอนที่มาจากชีวภาพ- (ไนลอน-ไนลอน) ผลิตโดยใช้วัตถุดิบที่มาจากชีวภาพ- (เช่น น้ำมันละหุ่ง) แทนวัตถุดิบปิโตรเคมีบางชนิด มันถูกใช้ในสิ่งทอและพลาสติกวิศวกรรม พลาสติกชีวภาพ-เหล่านี้มีประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อม เช่น การลดการพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิลและลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก แต่การผลิตและการใช้งานยังคงต้องคำนึงถึงปัจจัยต่างๆ เช่น ความพร้อมใช้งานของวัตถุดิบอย่างยั่งยืน และผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมตลอดวงจรชีวิต ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและความต้องการของตลาดที่เพิ่มมากขึ้น พลาสติกชีวภาพ-หลายประเภทจึงได้รับการพัฒนาและจำหน่ายในเชิงพาณิชย์
พลาสติกย่อยสลายได้ทางชีวภาพ
พลาสติกย่อยสลายได้ทางชีวภาพคือพลาสติกที่สามารถแตกตัวเป็นน้ำ คาร์บอนไดออกไซด์ หรือมีเทน และชีวมวลโดยจุลินทรีย์ในธรรมชาติ เช่น แบคทีเรีย เชื้อรา และสาหร่าย ภายใต้สภาวะบางประการ พลาสติกเหล่านี้ได้มาจากทรัพยากรชีวภาพหมุนเวียน (ชีวภาพ-) หรือเชื้อเพลิงฟอสซิล พลาสติกย่อยสลายได้ทางชีวภาพมีหลายประเภท ตัวอย่างทั่วไปบางส่วนมีดังนี้:
1. กรดโพลีแลคติก (PLA) ทำจากกรดแลคติคที่ผลิตผ่านกระบวนการหมักจากแหล่งทรัพยากรหมุนเวียน (เช่น น้ำตาลข้าวโพด) PLA เป็นหนึ่งในพลาสติกย่อยสลายได้ทางชีวภาพที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย เหมาะสำหรับวัสดุบรรจุภัณฑ์ เครื่องใช้บนโต๊ะอาหารแบบใช้แล้วทิ้ง สิ่งทอ ฯลฯ
2. Polyhydroxyalkanoates (PHA) เป็นโพลีเอสเตอร์ชนิดหนึ่งที่ผลิตโดยจุลินทรีย์ตามธรรมชาติภายใต้สภาวะสารอาหารเฉพาะ PHA สามารถย่อยสลายทางชีวภาพได้อย่างสมบูรณ์และสามารถสลายตัวได้ในสภาพแวดล้อมที่หลากหลาย รวมถึงในมหาสมุทรด้วย
3. Polybutylene succinate (PBAT) เป็นพลาสติกสังเคราะห์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพอย่างสมบูรณ์ซึ่งมักใช้ในการผลิตถุงช้อปปิ้งที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพและฟิล์มทางการเกษตร PBAT มักถูกผสมกับพลาสติกที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพอื่นๆ เช่น PLA หรือแป้ง เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติทางกลและอัตราการย่อยสลาย
4. Polycaprolactone (PCL) เป็นโพลีเอสเตอร์สังเคราะห์ที่ย่อยสลายได้ตามธรรมชาติซึ่งได้มาจากปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชันแบบเปิด-ของโมโนเมอร์คาโปรแลคโตน PCL มีอัตราการย่อยสลายทางชีวภาพที่ช้ากว่า แต่สามารถปรับปรุงได้โดยการผสมมันกับวัสดุที่ย่อยสลายทางชีวภาพอื่น ๆ ได้มากกว่า
5. พลาสติกที่ทำจากแป้ง-เป็นพลาสติกที่ทำมาจากแป้งเป็นหลัก ซึ่งเป็นโพลีเมอร์ธรรมชาติที่หาได้ทั่วไป โดยทั่วไปแล้วพลาสติกที่ทำจากแป้ง-จะต้องผสมกับโพลีเมอร์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพอื่นๆ (เช่น PLA หรือ PBAT) เพื่อปรับปรุงความสามารถในการแปรรูปและคุณสมบัติทางกายภาพของพวกมัน
6. โพลีไวนิลแอลกอฮอล์ (PVOH, PVA) เป็นพลาสติกที่ละลายน้ำได้- ซึ่งจะย่อยสลายอย่างรวดเร็วในสภาพแวดล้อมทางน้ำ โดยทั่วไป PVOH จะใช้ในการผลิตถุงบรรจุภัณฑ์ที่ละลายน้ำได้- เช่น ถุงน้ำยาซักผ้า
การใช้พลาสติกย่อยสลายได้ทางชีวภาพช่วยลดการสะสมของพลาสติกแบบดั้งเดิมในสิ่งแวดล้อม ช่วยบรรเทาปัญหามลพิษจากพลาสติก อย่างไรก็ตาม ความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมเฉพาะ เช่น อุณหภูมิ ความชื้น และกิจกรรมของจุลินทรีย์ ดังนั้นปัจจัยเหล่านี้จึงจำเป็นต้องได้รับการพิจารณาอย่างรอบคอบในการใช้งานจริง นอกจากนี้ การผลิตและการใช้พลาสติกที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพควรคำนึงถึงผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมตลอดวงจรชีวิต รวมถึงความยั่งยืนของวัตถุดิบ การใช้พลังงานระหว่างการผลิต และการกำจัดผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย
