ANVÄNDNINGSOMRÅDEN
Sedan reagensplattan uppfanns 1951 har den blivit oumbärlig inom många tillämpningar, inklusive klinisk diagnostik, molekylärbiologi och cellbiologi, samt inom livsmedelsanalys och farmaceutik. Reagensplattans betydelse bör inte underskattas, eftersom nya vetenskapliga tillämpningar som involverar högkapacitetsscreening skulle vara till synes omöjliga.
Dessa plattor, som används i en mängd olika tillämpningar inom sjukvård, akademi, läkemedel och forensik, är tillverkade av engångsplast. Det betyder att när de väl är använda packas de i påsar och skickas till deponier eller förbrännas – ofta utan energiåtervinning. När dessa plattor skickas till avfall bidrar de till en del av de uppskattade 5,5 miljoner ton plastavfall från laboratorier som genereras varje år. Eftersom plastföroreningar blir ett globalt problem med ökande oro, väcker det frågan – kan utgångna reagensplattor kasseras på ett mer miljövänligt sätt?
Vi diskuterar huruvida vi kan återanvända och återvinna reagensplattor, och utforskar några av de därmed sammanhängande problemen.
VAD ÄR REAGENSPLATTOR TILLVERKADE AV?
Reagensplattor tillverkas av den återvinningsbara termoplasten polypropen. Polypropen är väl lämpad som laboratorieplast tack vare sina egenskaper – ett prisvärt, lätt och hållbart material med ett mångsidigt temperaturområde. Det är också sterilt, robust och lättformbart, och i teorin lätt att kassera. De kan också tillverkas av polystyren och andra material.
Polypropen och andra plaster, inklusive polystyren, som skapades för att skydda naturen från utarmning och överexploatering, orsakar nu stora miljöproblem. Den här artikeln fokuserar på plattor tillverkade av polypropen.
KASSERING AV REAGENSPLATTOR
Utgångna reagensplattor från majoriteten av Storbritanniens privata och offentliga laboratorier kasseras på ett av två sätt. De antingen "packas" i påsar och skickas till soptippar, eller så förbränns de. Båda dessa metoder är skadliga för miljön.
DEPOT
När plastprodukter väl har begravts på en soptipp tar det mellan 20 och 30 år för dem att brytas ner naturligt. Under denna tid kan tillsatserna som används i produktionen, vilka innehåller gifter som bly och kadmium, gradvis sippra upp genom marken och spridas till grundvattnet. Detta kan få extremt skadliga konsekvenser för flera biosystem. Att hålla reagensplattor borta från marken är en prioritet.
FÖRBRÄNNING
Förbränningsanläggningar förbränner avfall, vilket i stor skala kan producera användbar energi. När förbränning används som metod för att förstöra reagensplattor uppstår följande problem:
● När reagensplattor förbränns kan de släppa ut dioxiner och vinylklorid. Båda är förknippade med skadliga effekter på människor. Dioxiner är mycket giftiga och kan orsaka cancer, reproduktions- och utvecklingsproblem, skador på immunsystemet och kan störa hormoner [5]. Vinylklorid ökar risken för en sällsynt form av levercancer (hepatisk angiosarkom), samt hjärn- och lungcancer, lymfom och leukemi.
● Farlig aska kan orsaka både kortsiktiga effekter (såsom illamående och kräkningar) och långsiktiga effekter (som njurskador och cancer).
● Utsläpp av växthusgaser från förbränningsanläggningar och andra källor som diesel- och bensindrivna fordon bidrar till luftvägssjukdomar.
● Västländer skeppar ofta avfall till utvecklingsländer för förbränning, vilket i vissa fall sker på illegala anläggningar, där dess giftiga ångor snabbt blir en hälsorisk för invånarna, vilket leder till allt från hudutslag till cancer.
● Enligt miljödepartementets policy bör förbränning vara sista utvägen
PROBLEMETS OMFATTNING
NHS producerar ensamt 133 000 ton plast årligen, varav endast 5 % är återvinningsbart. En del av detta avfall kan hänföras till reagensplattan. Som NHS tillkännagav sitt projekt "For a Greener NHS" [2] har de åtagit sig att introducera innovativ teknik för att minska sitt koldioxidavtryck genom att byta från engångsutrustning till återanvändbar utrustning där det är möjligt. Återvinning eller återanvändning av reagensplattor av polypropylen är båda alternativ för att göra sig av med plattor på ett mer miljövänligt sätt.
ÅTERANVÄNDNING AV REAGENSPLATTOR
96-brunnsplattorkan i teorin återanvändas, men det finns ett antal faktorer som gör att detta ofta inte är genomförbart. Dessa är:
● Att tvätta dem för återanvändning är extremt tidskrävande
● Det finns en kostnad förknippad med rengöring, särskilt med lösningsmedlen
● Om färgämnen har använts kan de organiska lösningsmedel som krävs för att ta bort färgämnena lösa upp plattan
● Alla lösningsmedel och rengöringsmedel som används i rengöringsprocessen måste avlägsnas helt
● Tallriken måste diskas omedelbart efter användning
För att en tallrik ska kunna återanvändas måste den vara oskiljbar från originalprodukten efter rengöringsprocessen. Det finns även andra komplikationer att beakta, till exempel om plattorna har behandlats för att förbättra proteinbindningen kan tvättproceduren också förändra bindningsegenskaperna. Tallriken skulle då inte längre vara densamma som originalet.
Om ditt laboratorium vill återanvändareagensplattor, automatiserade platttvättare som denna kan vara ett gångbart alternativ.
ÅTERVINNING AV REAGENSPLATTOR
Det finns fem steg involverade i återvinning av tallrikar. De tre första stegen är desamma som för återvinning av andra material, men de två sista är avgörande.
● Samling
● Sortering
● Rengöring
● Upparbetning genom smältning – den uppsamlade polypropenen matas in i en extruder och smälts vid 2 400 °C och pelleteras
● Tillverkning av nya produkter av återvunnen PP
UTMANINGAR OCH MÖJLIGHETER VID ÅTERVINNING AV REAGENSPLATTOR
Återvinning av reagensplattor kräver mycket mindre energi än att skapa nya produkter från fossila bränslen [4], vilket gör det till ett lovande val. Det finns dock ett antal hinder som måste beaktas.
POLYPROPYLEN ÅTERVINNS DÅLIGT
Även om polypropen kan återvinnas har det fram till nyligen varit en av de minst återvunna produkterna i världen (i USA tros det återvinnas med en andel under 1 procent för återvinning efter konsumtion). Det finns två viktiga skäl till detta:
● Separation – Det finns 12 olika typer av plast och det är mycket svårt att separera dem, vilket gör det svårt att separera och återvinna dem. Även om ny kamerateknik har utvecklats av Vestforbrænding, Dansk Affaldsminimering Aps och PLASTIX som kan se skillnad på plasterna, används den inte ofta, så plast måste sorteras manuellt vid källan eller med felaktig nära-infraröd teknik.
● Egenskapsförändringar – Polymeren förlorar sin styrka och flexibilitet genom successiva återvinningsperioder. Bindningarna mellan väte och kol i föreningen blir svagare, vilket påverkar materialets kvalitet.
Det finns dock anledning till optimism. Proctor & Gamble bygger i samarbete med PureCycle Technologies en PP-återvinningsanläggning i Lawrence County, Ohio, som ska skapa återvunnen polypropen med en "jungfrulig" kvalitet.
LABORATORIUMPLAST ÄR UNDANTAGNA FRÅN ÅTERVINNINGSPROGRAM
Trots att laboratorieplattor vanligtvis är tillverkade av ett återvinningsbart material är det en vanlig missuppfattning att allt laboratoriematerial är förorenat. Detta antagande innebär att reagensplattor, liksom all plast inom sjukvården och laboratorier runt om i världen, automatiskt har undantagits från återvinningssystem, även där vissa inte är förorenade. Lite utbildning inom detta område kan vara till hjälp för att motverka detta.
Utöver detta presenteras nya lösningar av företag som tillverkar laboratorieutrustning och universitet inrättar återvinningsprogram.
Thermal Compaction Group har utvecklat lösningar som gör det möjligt för sjukhus och oberoende laboratorier att återvinna plast på plats. De kan sortera plast vid källan och omvandla polypropenen till fasta briketter som kan skickas för återvinning.
Universitet har utvecklat interna dekontamineringsmetoder och förhandlat med polypropenåtervinningsanläggningar för att samla in den dekontaminerade plasten. Den använda plasten pelleteras sedan i en maskin och används till en mängd andra produkter.
I SAMMANFATTNING
Reagensplattorär en daglig förbrukningsartikel i laboratorier som bidrar till de uppskattade 5,5 miljoner ton plastavfall från laboratorier som genererades av cirka 20 500 forskningsinstitutioner världen över år 2014. 133 000 ton av detta årliga avfall kommer från NHS och endast 5 % av det är återvinningsbart.
Utgångna reagensplattor som historiskt sett har undantagits från återvinningssystem bidrar till detta avfall och de miljöskador som orsakas av engångsplast.
Det finns utmaningar som måste övervinnas vid återvinning av reagensplattor och annan plastutrustning i laboratoriet, vilket kan innebära att det krävs mindre energi att återvinna jämfört med att skapa nya produkter.
Återanvändning eller återvinning96-brunnsplattorär båda miljövänliga sätt att hantera använda och utgångna tallrikar. Det finns dock svårigheter förknippade med både återvinning av polypropen och godkännande av använd plast från forsknings- och NHS-laboratorier samt återanvändning av tallrikar.
Insatser för att förbättra tvättning och återvinning, såväl som återvinning och mottagande av laboratorieavfall, pågår. Ny teknik utvecklas och implementeras i hopp om att vi ska kunna göra oss av med reagensplattor på ett mer miljövänligt sätt.
Det finns vissa hinder som fortfarande behöver övervinnas inom detta område och ytterligare forskning och utbildning från laboratorier och industrier som arbetar inom detta område.
Publiceringstid: 23 november 2022