بازیافت پلاستیک مخلوط از زباله‌های خانگی، مانند بسته‌بندی‌های یکبار مصرف، سخت است، زیرا حاوی انواع مختلفی از پلاستیک است. فناوری جدید تشعشع می‌تواند به تبدیل این زباله‌ها به پلاستیک‌هایی با کارایی بالا کمک کند.

اینگر اندرسن، مدیر اجرایی برنامه محیط زیست سازمان ملل متحد (UNEP)، هنگامی که پنجمین جلسه مذاکره برای سند بین‌المللی الزام‌آور قانونی در مورد آلودگی پلاستیکی، از جمله در محیط زیست دریایی، در 2024 دسامبر در بوسان، جمهوری کره به پایان رسید، گفت: “تعهد جهان برای پایان دادن به آلودگی پلاستیکی واضح و غیرقابل انکار است.”

در حالی که نمایندگان بیش از 170 کشور و ناظران صدها سازمان برای نشست بعدی در ژنو، سوئیس آستین بالا زده اند، دانشمندان و فناوران در تحقیقات برای مقابله با بحران جهانی آلودگی پلاستیک پیشرفت می‌کنند. تلاش‌های استفاده از بازیافت به‌عنوان مناسب‌ترین گزینه‌ها برای مدیریت زباله‌های پلاستیکی، با ظهور فناوری‌های تشعشع به عنوان ابزاری نوآورانه، تمیز و کارآمد برای تبدیل پلاستیک استفاده‌شده همراه با زیست توده به محصولات جدید، تشدید می‌شوند.

بلای آلودگی پلاستیک چیز جدیدی نیست. پلیمرهای طبیعی مانند لاستیک و سلولز قبل از ظهور پلاستیک های مصنوعی با اختراع اولین پلاستیک کاملا مصنوعی به نام باکلیت توسط شیمیدان بلژیکی لئو باکلند در سال 1907 به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفتند.

تا اواسط قرن بیستم، تولید جهانی پلاستیک در سال به حدود 2 میلیون تن رسید. امروزه، با تولید سالانه بیش از 400 میلیون تن، تقریباً غیرممکن است که یک روز را بدون برخورد با نوعی پلاستیک بگذرانیم. اگر تجارت به روال معمول ادامه یابد، پیش‌بینی می‌شود که تولید جهانی پلاستیک اولیه تقریباً سه برابر شود و تا سال 2050 به 1100 میلیون تن برسد.

چالش های بازیافت متعارف

با وجود تلاش‌های بازیافت، کمتر از 10 درصد از 7 میلیارد تن زباله پلاستیکی تولید شده در جهان تا به امروز بازیافت شده است. پلاستیک، زیست تخریب پذیر نیست. به جای تجزیه شدن، به قطعات کوچکتر تقسیم می شود و در نتیجه میکروپلاستیک ایجاد می کند. اینها را می توان به معنای واقعی کلمه در همه جا یافت، از هوایی که تنفس می کنیم تا اقیانوس های قطب جنوب.

بازیافت مکانیکی و شیمیایی دو تکنیک اصلی بازیافت هستند که در حال حاضر وجود دارند. بازیافت مکانیکی متداول‌ترین روش است که پلاستیک‌های مشابه را نجات می‌دهد تا مواد خامی را تولید کنند که می‌توانند مجدداً در تولید پلاستیک ادغام شوند. این فرآیند شامل جمع‌آوری، مرتب‌سازی، شستن و آسیاب کردن پلاستیک برای ذوب و پردازش مجدد به مواد جدید است.

این نوع بازیافت در حالی که نسبتاً ارزان است، نیاز به مرتب سازی پلیمرهای مختلف دارد که پردازش پلاستیک های چند لایه یا مخلوط را دشوار می کند. علاوه بر این، این فرآیند را نمی توان بیش از دو بار استفاده کرد زیرا کیفیت مواد بازیافتی در هر چرخه کاهش می یابد و فقط برای ترموپلاستیک ها (آنهایی که می توانند دوباره ذوب شوند و به محصولات تبدیل شوند) اعمال می شود.

از سوی دیگر بازیافت مواد شیمیایی می‌تواند طیف وسیع‌تری از زباله‌های پلاستیکی مخلوط، از جمله زباله‌های آلوده و با کیفیت پایین را با تجزیه آنها به اجزای مولکولی و تبدیل به موادی که می‌توانند برای تولید پلاستیک‌های جدید یا محصولات دیگر مانند سوخت مورد استفاده قرار دهند، پردازش کند. این روش نسبتاً پرهزینه است، زیرا نیاز به ورودی انرژی بالایی دارد و توسعه تأسیسات بازیافت مواد شیمیایی در مقیاس بزرگ مستلزم سرمایه گذاری قابل توجهی در زیرساخت است.

چگونه پرتودهی می‌تواند کمک کند؟

فناوری تابش با استفاده از پرتوهای گاما و الکترون مزایای منحصر به فردی را برای کاهش ضایعات پلاستیکی با ارائه فرآیند تولید و بازیافت پاک‌تر، اجتناب از استفاده از افزودنی‌های بالقوه مضر و بهبود بهره‌وری انرژی ارائه می‌دهد.

عزی‌الله بینتی عثمان، افسر پردازش تشعشع در آژانس بین‌المللی انرژی اتمی، گفت: “مزایای اصلی تابش در بازیافت پلاستیک از توانایی آن در تغییر ساختار شیمیایی پلاستیک در سطح مولکولی ناشی می‌شود. پرتودهی می‌تواند به کاهش حجم زباله‌های پلاستیکی از دو طریق کمک کند: با افزایش استفاده مجدد از پلاستیک‌های بازیافتی سخت به محصولات با ارزش و با توسعه پلاستیک‌های زیستی برای کاهش اتکا به پلاستیک‌های مبتنی بر نفت.”

تابش با استفاده از پرتوهای گاما یا پرتوهای الکترونی می تواند مکمل روش های مرسوم بازیافت پلاستیک باشد. تابش ابزار بسیار موثری در دسته بندی پلاستیک بازیافتی است که از قبل شسته شده و بر اساس نوع پلیمرها آسیاب شده است. این امر خلوص پلاستیک بازیافتی و در نتیجه ارزش آن را بهبود می بخشد.

به علاوه، پرتودهی می تواند مکمل و تقویت کننده روش های بازیافت سنتی باشد. هنگامی که با یک روش بازیافت شیمیایی به نام پیرولیز ترکیب و منجر به تجزیه رادیویی می شود، پلیمرهای ضایعات پلاستیکی را می توان شکسته و به سوخت یا اجزای شیمیایی تبدیل کرد تا محصولات جدیدی بدون افزودن پلیمرهای بکر (غیر بازیافتی) ایجاد کند.

فراتر از بازیافت سنتی، پرتودهی راه را برای رویکردهای نوآورانه هموار می‌کند و به زباله‌های پلاستیکی اجازه می‌دهد تا با مواد دیگر ترکیب شوند تا محصولات بادوام‌تری ایجاد کنند. این امر تولید مواد با کارایی بالا را که در صنایع خودروسازی یا ساخت و ساز کاربرد دارد، تسهیل می کند. به عنوان مثال، مصالح ساختمانی ساخته شده از پلاستیک بازیافتی، مانند کاشی، آجر، الوار و تخته، در فیلیپین تحت تابش قرار می گیرند تا استحکام کششی و خالص، مقاومت در برابر سایش و سایر خواص مکانیکی خود را بهبود بخشند.

علاوه بر این، فناوری به کمک تشعشع نیز نویدبخش تولید محصولات نهایی بادوام تر در هنگام استفاده از زیست توده، یک منبع تجدیدپذیر است. این اجازه می دهد تا پلاستیک مبتنی بر زیستی و سایر ترکیبات با ارزش بالا، مانند مواد بسته بندی جدید که جایگزین پلاستیک های مبتنی بر نفت معمولی می شود، ایجاد شود.

زباله های پلاستیکی پرتودهی شده به عنوان سازگار کننده برای این کاهگل در اندونزی استفاده شد که از پلاستیک بازیافتی و پوسته برنج ساخته شده است

از بازیافت تا نظارت بر میکروپلاستیک ها با NUTEC Plastics

آژانس بین‌المللی انرژی اتمی از طریق ابتکار NUTEC Plastics، از قدرت فناوری‌های تشعشعات استفاده می‌کند تا به کشورها در مقابله با آلودگی پلاستیکی از دو جنبه کمک کند: در منبع، با معرفی فناوری‌های جدید برای بهبود بازیافت پلاستیک و در اقیانوس، جایی که بخش عمده ای از زباله های پلاستیکی به آنجا ختم می شود.

سلینا هوراک، رئیس بخش رادیوشیمی و فناوری تشعشع آژانس بین‌المللی انرژی اتمی، گفت: «تمرکز در جبهه اول بر کاهش حجم زباله‌های پلاستیکی از طریق نوآوری، افزایش استفاده مجدد از پلاستیک‌های بازیافت سخت به محصولات ارزشمند و توسعه پلاستیک‌های مبتنی بر زیستی است. با کمک ابتکار NUTEC Plastics، 9 کشور در سراسر آسیا، آمریکای لاتین و آفریقا در حال ایجاد نیروگاه های آزمایشی با کمک تشعشع هستند.

نقش تابش در کمک به غلبه بر آلودگی پلاستیکی در سومین کنفرانس بین المللی آژانس در زمینه کاربردهای علم و فناوری پرتویی مورد بحث قرار خواهد گرفت.

رویدادهای بین‌المللی دیگری نیز در اکتبر 2025 در جمهوری کره برگزار می‌شود که ابزارهای آژانس بین‌المللی انرژی اتمی برای ارزیابی اقتصاد چرخشی و سطح بلوغ فناوری، و در نوامبر 2025 در فیلیپین، برگزار می‌شود. هر دو رویداد شامل جنبه دیگر ابتکار NUTEC Plastics، مولفه نظارت دریایی است، که در آن علم هسته‌ای برای شناسایی، ردیابی و نظارت بر پلاستیک‌ها در اقیانوس، به‌ویژه میکروپلاستیک‌ها استفاده می‌شود.