ЗАСТОСУВАННЯ
З моменту винаходу реагентної пластини в 1951 році вона стала важливою в багатьох застосуваннях, включаючи клінічну діагностику, молекулярну біологію та клітинну біологію, а також в аналізі харчових продуктів та фармацевтиці. Важливість реагентної пластини не слід недооцінювати, оскільки останні наукові застосування, що включають високопродуктивний скринінг, здавалося б, неможливі.
Ці пластини, що використовуються в широкому спектрі застосувань в охороні здоров'я, академічних колах, фармацевтиці та криміналістиці, виготовлені з одноразового пластику. Тобто, після використання їх упаковують у пакети та відправляють на сміттєзвалища або утилізують шляхом спалювання – часто без рекуперації енергії. Ці пластини, коли їх відправляють у відходи, вносять свій вклад у приблизно 5,5 мільйона тонн лабораторних пластикових відходів, які утворюються щороку. Оскільки забруднення пластиком стає глобальною проблемою, що викликає все більше занепокоєння, виникає питання: чи можна утилізувати прострочені реагентні пластини більш екологічно безпечним способом?
Ми обговорюємо, чи можемо ми повторно використовувати та переробляти планшети з реагентами, а також досліджуємо деякі пов'язані з цим проблеми.
З ЧОГО ВИГОТОВЛЯЮТЬСЯ РЕАГЕНТНІ ПЛАСТИНИ?
Пластини для реагентів виготовляються з термопластику, поліпропілену, який підлягає вторинній переробці. Поліпропілен добре підходить як лабораторний пластик завдяки своїм характеристикам – це доступний, легкий, міцний матеріал з універсальним діапазоном температур. Він також стерильний, міцний та легко формується, і теоретично його легко утилізувати. Їх також можна виготовляти з полістиролу та інших матеріалів.
Однак поліпропілен та інші пластмаси, включаючи полістирол, які були створені як спосіб захисту природного світу від виснаження та надмірної експлуатації, зараз викликають значне занепокоєння щодо навколишнього середовища. Ця стаття зосереджена на плитах, виготовлених з поліпропілену.
УТИЛІЗАЦІЯ ПЛАСТИНИ З РЕАГЕНТАМИ
Прострочені планшети з реагентами з більшості приватних та державних лабораторій Великої Британії утилізують одним із двох способів. Їх або «пакують» та відправляють на сміттєзвалища, або спалюють. Обидва ці методи шкідливі для навколишнього середовища.
Звалище
Після захоронення на сміттєзвалищі пластикові вироби біорозкладаються природним шляхом від 20 до 30 років. Протягом цього часу добавки, що використовуються у їх виробництві, що містять токсини, такі як свинець і кадмій, можуть поступово просочуватися крізь землю та поширюватися в ґрунтові води. Це може мати надзвичайно шкідливі наслідки для кількох біосистем. Пріоритетним завданням є утримання реагентних пластин подалі від землі.
СПАЛЮВАННЯ
Інсинератори спалюють відходи, що за умови масового спалювання може виробляти корисну енергію. Коли спалювання використовується як метод знищення реагентних пластин, виникають такі проблеми:
● Під час спалювання реагентних пластин вони можуть виділяти діоксини та вінілхлорид. Обидва ці речовини мають шкідливий вплив на людину. Діоксини є високотоксичними та можуть спричиняти рак, репродуктивні та розвиткові проблеми, пошкодження імунної системи, а також впливати на гормони [5]. Вінілхлорид підвищує ризик розвитку рідкісної форми раку печінки (ангіосаркоми печінки), а також раку мозку та легень, лімфоми та лейкемії.
● Небезпечний попіл може спричиняти як короткострокові (такі як нудота та блювота), так і довгострокові (такі як пошкодження нирок та рак).
● Викиди парникових газів від сміттєспалювальних заводів та інших джерел, таких як дизельні та бензинові автомобілі, сприяють респіраторним захворюванням.
● Західні країни часто відправляють відходи до країн, що розвиваються, для спалювання, яке в деяких випадках відбувається на незаконних об'єктах, де їхні токсичні випари швидко стають небезпечними для здоров'я мешканців, призводячи до всього: від шкірних висипань до раку.
● Згідно з політикою Міністерства охорони навколишнього середовища, утилізація шляхом спалювання має бути крайнім заходом
МАСШТАБ ПРОБЛЕМИ
Тільки Національна служба охорони здоров'я щорічно створює 133 000 тонн пластику, і лише 5% з нього підлягає переробці. Частину цих відходів можна віднести до пластин для реагентів. Як оголосила Національна служба охорони здоров'я в рамках кампанії «За екологічнішу Національну службу охорони здоров'я» [2], вона прагне впроваджувати інноваційні технології, щоб зменшити свій вуглецевий слід, переходячи з одноразового на багаторазове обладнання, де це можливо. Переробка або повторне використання поліпропіленових пластин для реагентів – це два варіанти утилізації пластин більш екологічно безпечним способом.
ПОВТОРНЕ ВИКОРИСТАННЯ ПЛАСТИНОК З РЕАГЕНТАМИ
96-лункові планшетитеоретично можна використовувати повторно, але існує низка факторів, які часто означають, що це нежиттєздатно. Ось деякі з них:
● Миття їх для повторного використання займає надзвичайно багато часу
● Їх очищення, зокрема через використання розчинників, пов’язане з певними витратами
● Якщо використовувалися барвники, органічні розчинники, необхідні для їх видалення, можуть розчинити пластину
● Усі розчинники та мийні засоби, що використовувалися в процесі очищення, необхідно повністю видалити
● Тарілку потрібно мити одразу після використання
Щоб пластину можна було використовувати повторно, вона має бути невідрізною від оригінального продукту після процесу очищення. Також слід враховувати інші ускладнення, наприклад, якщо пластини були оброблені для посилення зв'язування з білками, процедура промивання також може змінити властивості зв'язування. Пластина вже не буде такою ж, як оригінал.
Якщо ваша лабораторія бажає повторно використовуватипланшети з реагентами, автоматизовані мийні машини для тарілок, такі як ця, можуть бути життєздатним варіантом.
ПЕРЕРОБКА РЕАГЕНТНИХ ПЛАСТИНОК
Переробка тарілок складається з п'яти кроків. Перші три кроки такі ж, як і переробка інших матеріалів, але останні два є критично важливими.
● Колекція
● Сортування
● Прибирання
● Переробка шляхом плавлення – зібраний поліпропілен подається в екструдер, плавиться при температурі 2400 °C (4640 °F) та гранулюється
● Виробництво нових виробів з переробленого поліпропілену
ПРОБЛЕМИ ТА МОЖЛИВОСТІ ПЕРЕРОБКИ РЕАГЕНТНИХ ПЛАСТИНОК
Переробка реагентних пластин потребує набагато менше енергії, ніж створення нових продуктів з викопного палива [4], що робить її перспективним вибором. Однак існує низка перешкод, які необхідно враховувати.
ПОЛІПРОПІЛЕН ПОГАНО ПЕРЕРОБЛЯЄТЬСЯ
Хоча поліпропілен можна переробляти, донедавна він був одним із найменш перероблюваних продуктів у світі (вважається, що у США його переробляють з показником нижче 1 відсотка для подальшого використання). Для цього є дві ключові причини:
● Розділення – Існує 12 різних типів пластику, і дуже важко відрізнити різні типи, що ускладнює їх розділення та переробку. Хоча Vestforbrænding, Dansk Affaldsminimering Aps та PLASTIX розробили нову технологію камер, яка може розрізняти пластики, вона не використовується часто, тому пластик потрібно сортувати вручну на місці утворення або за допомогою неточної технології ближнього інфрачервоного випромінювання.
● Зміни властивостей – Полімер втрачає свою міцність і гнучкість через послідовні епізоди переробки. Зв'язки між воднем і вуглецем у сполуці слабшають, що впливає на якість матеріалу.
Однак, є певні підстави для оптимізму. Proctor & Gamble у партнерстві з PureCycle Technologies будує завод з переробки поліпропілену в окрузі Лоуренс, штат Огайо, який вироблятиме перероблений поліпропілен з якістю, «як у першому виробника».
ЛАБОРАТОРНІ ПЛАСТМАСИ ВИКЛЮЧЕНІ ЗІ СХЕМ ПЕРЕРОБКИ
Незважаючи на те, що лабораторні пластини зазвичай виготовляються з матеріалу, придатного для переробки, поширеною помилковою думкою є те, що всі лабораторні матеріали забруднені. Це припущення означає, що пластини для реагентів, як і всі види пластику в охороні здоров'я та лабораторіях по всьому світу, автоматично виключаються зі схем переробки, навіть якщо деякі з них не забруднені. Певна освіта в цій галузі може бути корисною для боротьби з цим.
Окрім цього, компанії, що виробляють лабораторне обладнання, пропонують новітні рішення, а університети створюють програми переробки.
Група термічного ущільнення розробила рішення, що дозволяють лікарням та незалежним лабораторіям переробляти пластик на місці. Вони можуть сортувати пластик у джерелі та перетворювати поліпропілен на тверді брикети, які можна відправити на переробку.
Університети розробили власні методи дезактивації та домовилися із заводами з переробки поліпропілену про збір дезактивованого пластику. Використаний пластик потім гранулюється в машині та використовується для виробництва різноманітних інших продуктів.
КОРОТКО
Пластини з реагентамиє щоденним лабораторним витратним матеріалом, що сприяє приблизно 5,5 мільйонам тонн лабораторних пластикових відходів, що утворюються приблизно 20 500 дослідницькими установами по всьому світу у 2014 році, 133 000 тонн цих щорічних відходів надходять від Національної служби охорони здоров'я, і лише 5% з них придатні для переробки.
Прострочені пластини для реагентів, які традиційно виключалися зі схем переробки, сприяють утворенню цих відходів та шкоди навколишньому середовищу, спричиненої одноразовим пластиком.
Існують труднощі, які необхідно подолати під час переробки пластин для реагентів та іншого лабораторного пластикового посуду, оскільки на переробку може знадобитися менше енергії порівняно зі створенням нових продуктів.
Повторне використання або переробка96-лункові планшетиє екологічно чистими способами поводження з використаними та простроченими тарілками. Однак існують труднощі, пов'язані як з переробкою поліпропілену, так і з прийняттям використаного пластику з дослідницьких лабораторій та лабораторій Національної служби охорони здоров'я, а також з повторним використанням тарілок.
Зусилля щодо покращення процесу миття та переробки, а також переробки та приймання лабораторних відходів тривають. Нові технології розробляються та впроваджуються в надії, що ми зможемо утилізувати планшети з реагентами більш екологічно безпечним способом.
У цій галузі все ще існують деякі бар'єри, які потребують подолання, а також подальших досліджень та освіти лабораторіями та промисловістю, що працюють у цій галузі.
Час публікації: 23 листопада 2022 р.