В РФ ситуация с мусором и отходами оставляет желать лучшего. Основная часть мусора киснет на свалках и полигонах, лишь 3—4% перерабатываются. Наличие нескольких мусоросжигательных заводов, лишь превращает один вид отхода в другой. Такой подход не решит экологическую проблему мусора и отходов. О необходимости переработки растительных и пищевых отходов говорят уже не один десяток лет. Наука располагает эффективными методами превращения биомассы в продукт, полезный для промышленности и в быту. Использование в качестве сырья отходов и мусора позволяет более рационально применять природные ресурсы и снижать вредные выбросы в атмосферу и сбросы сточных вод.

Имитация нефти

Как уверяют ученые, в переработку годятся любые отходы сельского хозяйства и пищевой промышленности, древесина и даже микроводоросли. Влажную биомассу, как правило, более чем наполовину состоящую из воды, подвергают многоэтапному сильному нагреву в закрытых установках — это называется гидротермальной карбонизацией. Сначала из сырья удаляют кислород, затем высвобождают метан и водород, оставшуюся смесь сжижают, получая смолу или жидкое топливо. В недрах планеты происходит примерно то же самое, когда из органических осадков образуется нефть. Только на это уходит миллионы лет, а гидротермальная карбонизация занимает часы.

Перерабатывать биомассу умеют уже почти сто лет, и за это время технологию заметно усовершенствовали. Теперь главная задача — максимально разнообразить источники сырья, чтобы задействовать все биоотходы. Так, в Исследовательском центре биоэкономики при Гогенгеймском университете (Германия) с помощью гидротермальной карбонизации предлагают избавиться от 800 тысяч тонн корней цикория, которые каждый год сгнивают на полях. На опытном производстве из этого сырья получают не только биогаз, но и полимеры — такие как фурфурол, гидроксиметилфурфурол, молочную кислоту, фенолы, гликолевый альдегид. Из них химическим путем изготавливают полиэстер, нейлон, пластик для бутылок и одноразовой посуды.

По своим механическим и физическим свойствам биопластики (то есть сделанные из биомассы) не отличаются от обычных, из продуктов переработки нефти. Они такие же легкие, гибкие, прочные, а некоторые еще и быстро разлагаются в почве или на свету, что дает им экологическое преимущество.

Отличное сырье для биопластиков и микроводоросли, которые специально выращивают в огромных биореакторах. Проблема, однако, в том, что переработка биомассы остается довольно дорогой технологией. Чтобы ее удешевить, нужно наращивать объемы производства. Рынков же сбыта для изделий из биопластиков недостаточно.

Вторая жизнь дерева

Гигантские отходы деревообрабатывающей и лесной промышленности — буквально неисчерпаемый источник для биопластиков. Сначала из отходов химическим путем извлекают целлюлозу — полимер, образующий оболочки растительных клеток. Получаемые из нее различные ароматические углеводороды идут на производство пластмасс.

Волокна целлюлозы в клетке скрепляет лигнин — смесь природных полимеров. Обычно его считают вредной примесью и растворяют, чтобы очистить сырье. Но ученые нашли применение и лигнину. С конца 1990-х из него синтезируют термопластики, то есть материалы, которые расширяются при нагреве. Из них можно отлить предмет любой формы — от вешалки и каблуков до пластиковой посуды и автомобильных тормозов, поэтому термопластики называют жидким деревом.

И еще один необычный вид материалов дает древесная биомасса — наноцеллюлозу. Это волокна или кристаллы наноразмера, которые получают, обработав обычную целлюлозу сильными кислотами.

О перспективности наноцеллюлозы заговорили около десяти лет назад, когда научились делать из нее различные конструкционные материалы. Как считается, это материал будущего, пригодный для изготовления гибкой электроники, брони, цветофильтров, сенсоров, композитных материалов для медицины и предметов домашнего обихода. Наноцеллюлоза, как и биопластики, пока обходится дорого. Впрочем, отмечают эксперты, объемы производства каждый год растут, и к 2020-му эти материалы смогут конкурировать с обычной пластмассой.

В настоящее время бытовые отходы нашли применение не только в качестве вторсырья для производства новой продукции. Они используются еще и в эстетических целях. По всему миру периодически открываются различные выставки, проводятся конкурсы по изготовлению всевозможных предметов, скульптур, предметов интерьера из бытовых отходов. Люди начали использовать мусор (банки, бутылки, старые видеокассеты, трубы и многое другое) для их изготовления. Очевидно, что это не решает проблем утилизации, но мероприятия привлекают внимание к проблеме. Использование в качестве сырья отходов и мусора позволяет более рационально применять природные ресурсы и снижать вредные выбросы в атмосферу и сбросы сточных вод. Например, используя в качестве сырья для производства бумаги макулатуры, можно сократить вредные выбросы в воздух на 70—80%, загрязнение водных объектов на 30—35%, по сравнению с применением первичного сырья.

Источник РИА