

随着COVID-19大流行的开始,一次性塑料的需求显著增长,尤其是持续需要医用口罩、手套、防护面罩和防护服等个人防护装备(PPE)来预防病毒传播。据估计,由于疫情,每天有34亿个一次性口罩或防护面罩被丢弃。随着在线购物和配送服务的增加,家庭中的食品包装和塑料袋废物也成倍增长。
不当的废物管理只会加剧现有的全球污染,并危及人类和动物的生命。有必要制定一项有效的战略,以最大限度地减少持续的COVID-19废物流对环境的影响——一些科学家认为将垃圾转化为燃料可能是一个选择。
大量研究表明,COVID-19废弃物可以转化为燃料
过去两年的几项研究提出了热解——一种有效的方法,不仅能缓解塑料污染,还能将废物转化为可用燃料。2020年发表在《生物燃料》上的一项研究提出,通过热解过程,可以将废弃的防护用品套件转化为液体燃料,热解是固体材料的热分解。热解将材料加热到足够高的温度,以分解聚合物。
“通常,当我们谈论热解作为一项技术时,我们会在无氧条件下加热固体,然后收集蒸气作为油,”废物塑料化学升级中心主任George Huber说,他没有参与这项研究。“塑料热解是一项用于从塑料生产油的技术。这些油随后可用于制造新塑料或燃料。”
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根据2021年发表在《化学报》上的一项研究,热解是一种环保、高效且经济的COVID-19废物管理技术。“考虑到热解技术的优势及其有效处理城市废物,可以将其应用于COVID-19废物的处理。该技术利用高温燃烧,可用于完全降解COVID-19废物携带的传染性病原体,”研究人员说。
口罩和医用手套可以轻松转化为燃料,因为它们是由聚丙烯和聚氯乙烯制成的,它们是含油量高的热塑性聚合物。通过热解获得的油与商用燃料相当,因为其性质与化石燃料相似。
2022年发表在《生物资源技术》上的一项研究将医用口罩转化为液体油,发现其高热值(43.5兆焦耳/千克)仅略低于柴油和汽油(分别为45.8和46.3兆焦耳/千克)。
尽管热解是一种有前景的废弃防护用品处理方法,但评估其整体能源和环境可持续性仍然是关键一步。
基于热解的废物处理系统将产生更少的二氧化碳排放
在《生物资源技术》研究作者进行的生命周期评估(LCA)中,研究人员发现,通过热解处理废物产生的二氧化碳和磷排放量少于大多数传统的废物管理方法。
2022年发表在《可再生与可持续能源评论》上的另一项研究也提出了一个最优的热解式防护用品废物处理系统,与焚烧过程相比,该系统可减少31.5%的化石燃料使用量,并减少35.04%的温室气体排放量。与他们提出的系统相比,填埋过程对海洋生态毒性和人类毒性的环境影响分别高出143%和46%。
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康奈尔大学教授、该研究的作者Fengqi You表示,有效的废物处理可以减轻塑料污染,消除病毒感染的风险,并抵消防护用品生产中大量的化石燃料消耗。根据他们的框架,防护用品废物可以被收集并运往预处理和消毒设施。之后,它将被送往集成的热解工厂,转化为下游的高附加值产品,如汽油、柴油和丙烷等。更不用说,该系统可以处理混合废物,而不是仅处理特定类型的防护用品,You说。
Huber说,这就是热解作为一项技术的好处——它可以将所有塑料原料转化为油。尽管有所有研究,但提出的方法尚未大规模实施。去年9月,美国环保署(EPA)征集了关于热解技术的实际成本、设计、工艺和环境信息,以协助其潜在法规的制定,因为该国仍处于该技术发展的早期阶段。
然而,根据全球焚烧替代联盟(GAIA)2020年的一份报告,将塑料转化为燃料不会促进循环经济,因为它不会产生新的塑料。报告称,热解难以生产可用于制造新塑料的油,这样做需要额外的化学加工和大量的能源。
尽管如此,一些研究人员已经准备好将我们用过的口罩变成新的燃料。“(有效处理防护用品废物)的技术已经存在,并且已被证明在经济和环境上是高效的,同时又能保护公众健康和减缓气候变化,”You说。“下一步是扩大技术和工艺的规模。”