ПРИЛОЖЕНИЯ НА УПОТРЕБА
След изобретяването на реагентната плоча през 1951 г., тя се е превърнала в съществена част от много приложения, включително клинична диагностика, молекулярна биология и клетъчна биология, както и в анализа на храни и фармацевтиката. Значението на реагентната плоча не бива да се подценява, тъй като последните научни приложения, включващи високопроизводителен скрининг, биха изглеждали невъзможни.
Използвани в голямо разнообразие от приложения в здравеопазването, академичните среди, фармацевтиката и криминалистиката, тези плочи са изработени от пластмаса за еднократна употреба. Това означава, че след употреба те се опаковат в торби и се изпращат на сметища или се изхвърлят чрез изгаряне – често без оползотворяване на енергия. Когато тези плочи бъдат изхвърлени в отпадъците, те допринасят за част от приблизително 5,5 милиона тона лабораторни пластмасови отпадъци, които се генерират всяка година. Тъй като замърсяването с пластмаса се превръща в глобален проблем с нарастваща загриженост, това повдига въпроса – могат ли пластините с изтекъл срок на годност да бъдат изхвърляни по по-екологичен начин?
Обсъждаме дали можем да използваме повторно и рециклираме реактивни плаки и изследваме някои от свързаните с това проблеми.
ОТ КАКВО СА ИЗРАБОТЕНИ РЕАГЕНТНИТЕ ПЛАКИ?
Реагентните плаки се произвеждат от рециклируемия термопластичен полипропилен. Полипропиленът е подходящ като лабораторна пластмаса поради своите характеристики – достъпен, лек, издръжлив материал с гъвкав температурен диапазон. Освен това е стерилен, здрав и лесно се формова, а на теория е и лесен за изхвърляне. Те могат да бъдат изработени и от полистирол и други материали.
Въпреки това, полипропиленът и други пластмаси, включително полистирен, които са създадени като начин за опазване на природата от изчерпване и прекомерна експлоатация, сега предизвикват голямо безпокойство за околната среда. Тази статия се фокусира върху плочи, произведени от полипропилен.
ИЗХВЪРЛЯНЕ НА РЕАГЕНТНИ ПЛАКИ
Изтеклите реактивни плаки от повечето частни и публични лаборатории в Обединеното кралство се изхвърлят по един от два начина. Те или се „опаковат“ и се изпращат на сметища, или се изгарят. И двата метода са вредни за околната среда.
ДЕПИЩЕ
След като бъдат заровени на сметище, пластмасовите изделия се разграждат биоразградно по естествен път между 20 и 30 години. През това време добавките, използвани в производството им, съдържащи токсини като олово и кадмий, могат постепенно да проникнат през земята и да се разпространят в подпочвените води. Това може да има изключително вредни последици за няколко биосистеми. Приоритет е да се предпазят реактивните плаки от попадане в земята.
ИЗГАРЯНЕ
Инсинераторите изгарят отпадъци, което при масово изгаряне може да произведе използваема енергия. Когато изгарянето се използва като метод за унищожаване на реагентни плочи, възникват следните проблеми:
● Когато реагентните плаки се изгарят, те могат да отделят диоксини и винилхлорид. И двете са свързани с вредни ефекти върху хората. Диоксините са силно токсични и могат да причинят рак, репродуктивни и развойни проблеми, увреждане на имунната система и могат да повлияят на хормоните [5]. Винилхлоридът увеличава риска от рядка форма на рак на черния дроб (чернодробен ангиосарком), както и от рак на мозъка и белия дроб, лимфом и левкемия.
● Опасната пепел може да причини както краткосрочни (като гадене и повръщане), така и дългосрочни последици (като увреждане на бъбреците и рак).
● Емисиите на парникови газове от инсинератори и други източници, като дизелови и бензинови превозни средства, допринасят за респираторни заболявания.
● Западните страни често изпращат отпадъци до развиващите се страни за изгаряне, което в някои случаи се извършва в незаконни съоръжения, където токсичните им изпарения бързо се превръщат в опасност за здравето на жителите, водеща до всичко - от кожни обриви до рак.
● Според политиката на Министерството на околната среда, изхвърлянето чрез изгаряне трябва да бъде крайна мярка
МАЩАБЪТ НА ПРОБЛЕМА
Само Националната здравна служба (NHS) създава 133 000 тона пластмаса годишно, като само 5% от нея е рециклируема. Част от тези отпадъци могат да се отдадат на реактивните плочи. Както NHS обяви в кампанията си „За по-зелена NHS“ [2], тя се ангажира да въведе иновативни технологии, които да помогнат за намаляване на въглеродния си отпечатък чрез преминаване от оборудване за еднократна употреба към оборудване за многократна употреба, където е възможно. Рециклирането или повторното използване на полипропиленови реактивни плочи са и двете възможности за изхвърляне на плочите по по-екологичен начин.
ПОВТОРНО ИЗПОЛЗВАНЕ НА РЕАГЕНТНИ ПЛАКИ
96-ямкови плакина теория може да се използва повторно, но има редица фактори, които означават, че това често не е осъществимо. Това са:
● Измиването им за повторна употреба отнема изключително много време
● Почистването им е свързано с разходи, особено с разтворителите
● Ако са използвани багрила, органичните разтворители, необходими за отстраняването им, могат да разтворят плаката
● Всички разтворители и препарати, използвани в процеса на почистване, трябва да бъдат напълно отстранени
● Чинията трябва да се измие веднага след употреба
За да може една плака да се използва повторно, тя трябва да е неразличима от оригиналния продукт след процеса на почистване. Трябва да се вземат предвид и други усложнения, като например, ако плаките са били третирани за подобряване на свързването с протеини, процедурата по измиване може също да промени свързващите свойства. Плаката вече няма да е същата като оригинала.
Ако вашата лаборатория желае да използва повторнореагентни плаки, автоматизирани миячки за чинии като тази може да са жизнеспособен вариант.
РЕЦИКЛИРАНЕ НА РЕАГЕНТНИ ПЛАКИ
Рециклирането на чинии се състои от пет стъпки. Първите три стъпки са същите като рециклирането на други материали, но последните две са от решаващо значение.
● Колекция
● Сортиране
● Почистване
● Преработка чрез топене – събраният полипропилен се подава в екструдер и се топи при 2400 °C (4640 °F) и се пелетизира
● Производство на нови продукти от рециклиран PP
ПРЕДИЗВИКАТЕЛСТВА И ВЪЗМОЖНОСТИ ПРИ РЕЦИКЛИРАНЕ НА РЕАГЕНТНИ ПЛАКИ
Рециклирането на реагентни плочи изисква много по-малко енергия, отколкото създаването на нови продукти от изкопаеми горива [4], което го прави обещаващ избор. Съществуват обаче редица пречки, които трябва да се вземат предвид.
Полипропиленът се рециклира слабо
Въпреки че полипропиленът може да се рециклира, доскоро той беше един от най-малко рециклираните продукти в световен мащаб (в САЩ се смята, че се рециклира с процент под 1% за оползотворяване след потребление). Има две основни причини за това:
● Разделяне – Съществуват 12 различни вида пластмаси и е много трудно да се направи разлика между различните видове, което затруднява разделянето и рециклирането им. Въпреки че Vestforbrænding, Dansk Affaldsminimering Aps и PLASTIX са разработили нова технология за камери, която може да разпознава различните пластмаси, тя не се използва често, така че пластмасата трябва да се сортира ръчно при източника или чрез неточна технология в близката инфрачервена област.
● Промени в свойствата – Полимерът губи своята здравина и гъвкавост чрез последователни епизоди на рециклиране. Връзките между водорода и въглерода в съединението отслабват, което влияе върху качеството на материала.
Въпреки това, има известен повод за оптимизъм. Proctor & Gamble, в партньорство с PureCycle Technologies, изгражда завод за рециклиране на PP в окръг Лорънс, Охайо, който ще произвежда рециклиран полипропилен с „девствено“ качество.
ЛАБОРАТОРНИТЕ ПЛАСТМАСИ СА ИЗКЛЮЧЕНИ ОТ СХЕМИТЕ ЗА РЕЦИКЛИРАНЕ
Въпреки че лабораторните чинии обикновено се изработват от рециклируем материал, често срещано погрешно схващане е, че всички лабораторни материали са замърсени. Това предположение означава, че реактивните чинии, както всички пластмаси в здравеопазването и лабораториите по света, са автоматично изключени от схемите за рециклиране, дори когато някои не са замърсени. Известно обучение в тази област може да е полезно за борба с това.
Освен това, компаниите, които произвеждат лабораторно оборудване, представят нови решения, а университетите създават програми за рециклиране.
Групата за термично уплътняване е разработила решения, позволяващи на болници и независими лаборатории да рециклират пластмаси на място. Те могат да разделят пластмасите при източника и да превърнат полипропилена в твърди брикети, които могат да бъдат изпратени за рециклиране.
Университетите са разработили вътрешни методи за обеззаразяване и са договорили с предприятия за рециклиране на полипропилен да събират обеззаразената пластмаса. След това използваната пластмаса се пелетизира в машина и се използва за различни други продукти.
В РЕЗЮМЕ
Реагентни плакиса ежедневен лабораторен консуматив, допринасящ за приблизително 5,5 милиона тона лабораторни пластмасови отпадъци, генерирани от около 20 500 изследователски институции по целия свят през 2014 г. 133 000 тона от тези годишни отпадъци идват от NHS и само 5% от тях са рециклируеми.
Изтеклите реактивни плаки, които исторически са били изключвани от схемите за рециклиране, допринасят за тези отпадъци и за щетите върху околната среда, причинени от пластмасите за еднократна употреба.
Съществуват предизвикателства, които трябва да бъдат преодолени при рециклирането на реактивни плаки и други лабораторни пластмасови изделия, тъй като рециклирането им може да изисква по-малко енергия в сравнение със създаването на нови продукти.
Повторна употреба или рециклиране96-ямкови плакиИ двата са екологично чисти начини за справяне с използвани и изтекли чинии. Съществуват обаче трудности, свързани както с рециклирането на полипропилен, така и с приемането на използвана пластмаса от изследователски и NHS лаборатории, както и с повторното използване на чинии.
Усилията за подобряване на измиването и рециклирането, както и на рециклирането и приемането на лабораторни отпадъци, продължават. Разработват се и се внедряват нови технологии с надеждата, че ще можем да изхвърляме реактивните плаки по по-екологичен начин.
В тази област все още има някои бариери, които трябва да бъдат преодолени, както и да се проведат допълнителни изследвания и обучение от лаборатории и индустрии, работещи в тази област.
Време на публикуване: 23 ноември 2022 г.