APPLICATIONS D'UTILISATION
Depuis son invention en 1951, la plaque réactive est devenue essentielle dans de nombreuses applications, notamment le diagnostic clinique, la biologie moléculaire et cellulaire, ainsi que l'analyse alimentaire et pharmaceutique. Son importance ne doit pas être sous-estimée, car les applications scientifiques récentes impliquant un criblage à haut débit semblent impossibles.
Utilisées dans de nombreuses applications dans les secteurs de la santé, de l'enseignement, de l'industrie pharmaceutique et de la médecine légale, ces plaques sont fabriquées en plastique à usage unique. Autrement dit, une fois utilisées, elles sont mises en sac et envoyées en décharge ou incinérées, souvent sans valorisation énergétique. Une fois jetées, ces plaques contribuent à la production annuelle estimée de 5,5 millions de tonnes de déchets plastiques de laboratoire. La pollution plastique devenant un problème mondial de plus en plus préoccupant, la question se pose : les plaques de réactifs périmées pourraient-elles être éliminées de manière plus écologique ?
Nous discutons de la possibilité de réutiliser et de recycler les plaques de réactifs et explorons certains des problèmes associés.
DE QUOI SONT FAITES LES PLAQUES DE RÉACTIFS ?
Les plaques de réactifs sont fabriquées en polypropylène, un thermoplastique recyclable. Le polypropylène est un plastique de laboratoire idéal grâce à ses caractéristiques : abordable, léger, durable et polyvalent, il est également stérile, robuste, facilement moulable et, en théorie, facile à éliminer. Elles peuvent également être fabriquées en polystyrène et autres matériaux.
Cependant, le polypropylène et d'autres plastiques, dont le polystyrène, créés pour préserver la nature de l'épuisement et de la surexploitation, suscitent aujourd'hui de vives inquiétudes environnementales. Cet article se concentre sur les plaques fabriquées en polypropylène.
ÉLIMINATION DES PLAQUES DE RÉACTIFS
Les plaques de réactifs périmées de la plupart des laboratoires privés et publics du Royaume-Uni sont éliminées de deux manières : soit elles sont mises en sac et envoyées en décharge, soit elles sont incinérées. Ces deux méthodes sont néfastes pour l'environnement.
DÉCHARGE
Une fois enfouis dans une décharge, les produits plastiques mettent entre 20 et 30 ans à se biodégrader naturellement. Pendant ce temps, les additifs utilisés dans leur production, contenant des toxines comme le plomb et le cadmium, peuvent progressivement s'infiltrer dans le sol et se répandre dans les eaux souterraines. Cela peut avoir des conséquences extrêmement néfastes pour plusieurs biosystèmes. Il est donc primordial de maintenir les plaques réactives hors du sol.
INCINÉRATION
Les incinérateurs brûlent les déchets, ce qui, à grande échelle, peut produire de l'énergie utilisable. Lorsque l'incinération est utilisée pour détruire les plaques réactives, les problèmes suivants se posent :
● Lorsque les plaques de réactifs sont incinérées, elles peuvent libérer des dioxines et du chlorure de vinyle. Ces deux substances sont associées à des effets nocifs sur l'homme. Les dioxines sont hautement toxiques et peuvent provoquer des cancers, des problèmes de reproduction et de développement, des dommages au système immunitaire et peuvent interférer avec les hormones [5]. Le chlorure de vinyle augmente le risque d'une forme rare de cancer du foie (angiosarcome hépatique), ainsi que de cancers du cerveau et du poumon, de lymphomes et de leucémies.
● Les cendres dangereuses peuvent provoquer des effets à court terme (tels que des nausées et des vomissements) et à long terme (tels que des lésions rénales et le cancer).
● Les émissions de gaz à effet de serre provenant des incinérateurs et d’autres sources comme les véhicules diesel et à essence contribuent aux maladies respiratoires.
● Les pays occidentaux expédient souvent leurs déchets vers les pays en développement pour qu’ils soient incinérés, parfois dans des installations illégales, où leurs fumées toxiques deviennent rapidement un danger pour la santé des habitants, entraînant des problèmes allant des éruptions cutanées au cancer.
● Selon la politique du ministère de l'Environnement, l'élimination par incinération devrait être le dernier recours
L'ampleur du problème
À lui seul, le NHS produit 133 000 tonnes de plastique par an, dont seulement 5 % sont recyclables. Une partie de ces déchets provient des plaques réactives. Dans le cadre de son programme « Pour un NHS plus vert » [2], le NHS s'engage à introduire des technologies innovantes pour réduire son empreinte carbone en remplaçant les équipements jetables par des équipements réutilisables lorsque cela est possible. Le recyclage ou la réutilisation des plaques réactives en polypropylène sont deux options pour éliminer les plaques de manière plus écologique.
RÉUTILISATION DES PLAQUES DE RÉACTIFS
Plaques à 96 puitsEn théorie, cette réutilisation est possible, mais plusieurs facteurs rendent cette solution souvent inexploitable. Parmi ceux-ci :
● Les laver pour les réutiliser prend énormément de temps
● Leur nettoyage entraîne un coût, notamment avec les solvants
● Si des colorants ont été utilisés, les solvants organiques nécessaires pour éliminer les colorants peuvent dissoudre la plaque
● Tous les solvants et détergents utilisés dans le processus de nettoyage doivent être entièrement éliminés
● La plaque doit être lavée immédiatement après utilisation
Pour qu'une plaque soit réutilisable, elle doit être identique au produit d'origine après le nettoyage. D'autres complications sont également à prendre en compte : si les plaques ont été traitées pour améliorer la liaison aux protéines, le lavage peut également altérer les propriétés de liaison. La plaque ne serait alors plus identique à l'originale.
Si votre laboratoire souhaite réutiliserplaques de réactifs, les laveurs de plaques automatisés comme celui-ci peuvent être une option viable.
RECYCLAGE DES PLAQUES DE RÉACTIFS
Le recyclage des plaques comporte cinq étapes. Les trois premières étapes sont les mêmes que pour le recyclage d’autres matériaux, mais les deux dernières sont essentielles.
● Collection
● Tri
● Nettoyage
● Retraitement par fusion – le polypropylène collecté est introduit dans une extrudeuse et fondu à 4 640 °F (2 400 °C) puis transformé en granulés
● Production de nouveaux produits à partir de PP recyclé
DÉFIS ET OPPORTUNITÉS DU RECYCLAGE DES PLAQUES DE RÉACTIFS
Le recyclage des plaques réactives consomme beaucoup moins d'énergie que la création de nouveaux produits à partir de combustibles fossiles [4], ce qui en fait une option prometteuse. Cependant, plusieurs obstacles doivent être pris en compte.
LE POLYPROPYLÈNE EST MAL RECYCLÉ
Bien que le polypropylène soit recyclable, il était jusqu'à récemment l'un des produits les moins recyclés au monde (aux États-Unis, on estime qu'il est recyclé à un taux inférieur à 1 % pour la valorisation post-consommation). Il y a deux raisons principales à cela :
● Séparation – Il existe 12 types de plastiques différents, et il est très difficile de les différencier, ce qui complique leur séparation et leur recyclage. Bien que Vestforbrænding, Dansk Affaldsminimering Aps et PLASTIX aient développé une nouvelle technologie de caméra capable de distinguer les plastiques, elle est peu utilisée et nécessite donc un tri manuel à la source ou par une technologie proche infrarouge imprécise.
● Modifications des propriétés – Le polymère perd sa résistance et sa flexibilité au fil des cycles de recyclage successifs. Les liaisons entre l'hydrogène et le carbone du composé s'affaiblissent, ce qui affecte la qualité du matériau.
Il y a cependant des raisons d'être optimiste. Proctor & Gamble, en partenariat avec PureCycle Technologies, construit une usine de recyclage de PP dans le comté de Lawrence, dans l'Ohio, qui produira du polypropylène recyclé d'une qualité « vierge ».
LES PLASTIQUES DE LABORATOIRE SONT EXCLUS DES PROGRAMMES DE RECYCLAGE
Bien que les plaques de laboratoire soient généralement fabriquées à partir de matériaux recyclables, l'idée reçue selon laquelle tous les matériaux de laboratoire sont contaminés est répandue. Cette idée reçue signifie que les plaques de réactifs, comme tous les plastiques utilisés dans les soins de santé et les laboratoires du monde entier, ont été automatiquement exclues des programmes de recyclage, même lorsque certaines ne sont pas contaminées. Une sensibilisation à ce sujet pourrait être utile pour lutter contre ce phénomène.
De plus, de nouvelles solutions sont proposées par les entreprises qui fabriquent du matériel de laboratoire et les universités mettent en place des programmes de recyclage.
Le Groupe de Compaction Thermique a développé des solutions permettant aux hôpitaux et aux laboratoires indépendants de recycler les plastiques sur site. Ils peuvent séparer les plastiques à la source et transformer le polypropylène en briquettes solides pouvant être recyclées.
Les universités ont développé des méthodes de décontamination en interne et négocié avec des usines de recyclage de polypropylène pour la collecte du plastique décontaminé. Le plastique usagé est ensuite granulé dans une machine et utilisé pour divers autres produits.
EN RÉSUMÉ
Plaques de réactifssont un consommable de laboratoire quotidien contribuant aux 5,5 millions de tonnes de déchets plastiques de laboratoire estimés générés par quelque 20 500 institutions de recherche dans le monde en 2014, 133 000 tonnes de ces déchets annuels proviennent du NHS et seulement 5 % d'entre eux sont recyclables.
Les plaques de réactifs périmées, historiquement exclues des programmes de recyclage, contribuent à ces déchets et aux dommages environnementaux causés par les plastiques à usage unique.
Il existe des défis à relever pour recycler les plaques de réactifs et autres équipements de laboratoire en plastique, qui peuvent nécessiter moins d’énergie pour être recyclés que pour créer de nouveaux produits.
Réutiliser ou recyclerPlaques à 96 puitsCes deux solutions sont respectueuses de l'environnement pour traiter les assiettes usagées et périmées. Cependant, le recyclage du polypropylène, l'acceptation du plastique usagé par les laboratoires de recherche et du NHS, ainsi que la réutilisation des assiettes, posent des difficultés.
Des efforts sont actuellement déployés pour améliorer le lavage et le recyclage, ainsi que le recyclage et la réception des déchets de laboratoire. De nouvelles technologies sont développées et mises en œuvre dans l'espoir de permettre une élimination plus respectueuse de l'environnement des plaques de réactifs.
Il existe encore des obstacles à surmonter dans ce domaine et des recherches et des formations supplémentaires doivent être menées par les laboratoires et les industries travaillant dans ce domaine.
Date de publication : 23 novembre 2022