La pollution plastique représentant une menace importante pour les écosystèmes et la santé humaine, diverses stratégies visant à réduire ce form de pollution comprennent la réduction de la manufacturing de plastique, la diminution de la creation de déchets plastiques et l'amélioration de la conception des matériaux et des produits des articles en plastique.
Aujourd’hui, les chercheurs ont développé une mesure de durabilité pour la conception écologique de produits en plastique à faible persistance dans l’environnement. Adhérer à cette mesure pourrait apporter des avantages environnementaux et sociétaux substantiels, selon une nouvelle étude menée par des chercheurs de la Woods Gap Oceanographic Institution (WHOI) et publiée dans la revue ACS Sustainable Chemistry & Engineering.
« Alors que la pollution plastique menace les écosystèmes et la santé humaine, l'utilisation de produits en plastique carry on d'augmenter. Limiter ses dommages nécessite des stratégies de conception de produits en plastique éclairées par les menaces que les plastiques représentent pour l'environnement. Ainsi, nous avons développé une mesure de durabilité pour l'environnement. conception de produits en plastique à faible persistance dans l'environnement et aux performances sans compromis », selon l'étude.
Concevoir des plastiques à usage one of a kind en utilisant cette approche peut avoir un influence substantiel. Les analyses de l'étude indiquent que le passage à des matériaux alternatifs pour les couvercles de tasses à café à usage one of a kind, tels que le diacétate de cellulose et les polyhydroxyalcanoates, pourrait réduire les coûts environnementaux pour la société de plusieurs centaines de tens of millions de pounds.
En général, les produits sont conçus pour être respectueux de l'environnement principalement en équilibrant les compromis entre diverses préoccupations environnementales, telles que les émissions de gaz à effet de serre et l'épuisement des ressources, vehicle il existe certains cadres et ensembles de données pour estimer ces styles d'impacts. La sélection d’un type de plastique plutôt qu’un autre est souvent utilisée pour atteindre cet objectif. Cependant, à ce jour, aucun cadre de sélection des matériaux n’a considéré ou quantifié la persistance dans l’environnement, ou la durée pendant laquelle un short article en plastique reste dans l’environnement sous forme de pollution, comme une préoccupation environnementale clé.
« Ce qu'il est significant de déterminer, c'est remark pouvons-nous concevoir des matériaux, des produits et des processus fonctionnels, durables et inoffensifs qui incarnent tous les principes de l'ingénierie des matériaux verts dans le monde futur dans lequel nous allons vivre », a déclaré l'auteur principal Bryan James. scientifique et ingénieur en matériaux, chercheur postdoctoral au département de chimie et géochimie marines de l'OMSI. « Quels sont les prochains ensembles de stratégies et d'outils que les ingénieurs, les concepteurs de produits et même le consommateur moyen peuvent utiliser pour faire les meilleurs choix pour l'environnement, sans avoir à sacrifier les performances des produits ? »
Pour développer la mesure de la durabilité, les chercheurs « ont intégré le taux de dégradation environnementale du plastique dans les stratégies établies de sélection des matériaux, en dérivant des indices de matériaux pour la persistance environnementale. Notre analyse identifie les matériaux et leurs propriétés qui méritent d'être développés, adoptés et investis pour créer des produits fonctionnels et moins polluants. produits en plastique ayant un effect sur l'environnement », be aware l'étude.
L'établissement et la mise en œuvre d'une mesure de durabilité pour la persistance ont été difficiles en raison du manque de données suffisantes pour le large éventail de plastiques utilisés dans les biens de consommation. Ce n'est que récemment que les scientifiques disposent de suffisamment de données sur les taux réalistes de dégradation environnementale de différents sorts de plastique pour pouvoir mieux prendre en compte les différents styles de propriétés du plastique et les mettre en œuvre dans la conception.
Grâce à ces données, les chercheurs montrent maintenant que même si le remplacement d'un matériau plastique par un autre peut réduire le coût d'un produit et les émissions de gaz à effet de serre intrinsèques, ce changement pourrait apporter un avantage bien plus crucial en termes de minimisation de la durée de vie environnementale et de la persistance. Par exemple, si un concepteur de produits ne prenait en compte que le coût et les émissions de gaz à effet de serre, l’acide polylactique serait un bon choix. Pourtant, cette matière persiste dans l’océan. En comparaison, le diacétate de cellulose et les polyhydroxyalcanoates, bien qu’actuellement un peu furthermore chers que l’acide polylactique, peuvent émettre moins de gaz à effet de serre et ne persistent pas dans l’océan.
» Quatre-vingt-dix-neuf pour cent des content publiés sur la air pollution plastique nous disent à quel stage elle est grave. Cet report analyze la question d'une manière beaucoup in addition avant-gardiste, sur la façon d'aborder un problème de manière scientifique significative. c'est réalisable, réalisable et économiquement feasible », a déclaré le co-auteur Christopher Reddy, scientifique principal au département de chimie et géochimie marines de WHOI.
À titre d’exemple, les chercheurs ont appliqué cette métrique à la refonte d’un post en plastique à use unique quotidien, les couvercles de tasses à café. Actuellement, des milliards de couvercles de tasses à café jetables sont utilisés chaque année, ce qui représente environ cinq pour cent de tous les débris plastiques collectés par les endeavours de nettoyage des côtes dans le monde. Avec trois couvercles de tasses à café différents actuellement utilisés, dont des couvercles en acide polylactique, en polypropylène et en polystyrène, les chercheurs ont évalué quel matériau de couvercle sur le marché réduisait le as well as l'effect environnemental.
« Quel est le meilleur : un couvercle qui émet un peu plus de gaz à effet de serre mais persiste moins dans l'environnement ou un couvercle qui émet moins de gaz à effet de serre mais persistera moreover longtemps ? Pour répondre à cette query, nous attribuons une valeur monétaire aux deux possibilities. en termes de coût de fabrication du produit et de coût pour l'environnement et les products and services écosystémiques », a déclaré James. « Le easy fait de fabriquer des produits qui durent moins longtemps parce qu'ils ne sont pas là ou qui disparaissent moreover rapidement réduit considérablement ce coût pour la société. »
« Lorsque vous êtes chargé de fabriquer un nouveau couvercle de tasse à café qui doit être resilient et écologique, et que vous devez déterminer quel polymère est le meilleur pour l'environnement, actuellement, le vert pourrait prendre en considération la quantité d'énergie utilisée pour fabriquer le plastique. ou combien de gaz à effet de serre sont émis. Mais le calcul actuel pour un concepteur ne prend pas en compte la persistance du couvercle. Ce que Bryan a fait avec le développement de cette métrique est révolutionnaire », a ajouté Reddy, qui co-conseille James avec co- auteur Collin Ward, scientifique associé au département de chimie et géochimie marines de WHOI.
« Ce qui est critical dans cette étude, c'est qu'elle contribue à éloigner le discours de la définition du problème de la air pollution plastique pour trouver des methods au problème. Les plastiques sont des matériaux extrêmement utiles – ils ne vont nulle element de si tôt. Mais tout le monde est d'accord sur la quantité. « La fuite de plastique dans l'environnement est un problème. Le cadre présenté dans cette étude représente une première étape importante vers la résolution de ce problème en concevant des matériaux qui répondent simultanément aux besoins des consommateurs et ne persistent pas en cas de fuite accidentelle dans l'environnement », a déclaré Ward.
James a noté que grâce à des stratégies réfléchies pour prendre de bonnes décisions de conception, « les scientifiques, les ingénieurs et les concepteurs ont la possibilité d'avoir un effects significatif sur la crise de la air pollution plastique. Les mesures et les méthodes développées dans cette étude peuvent orienter les décisions de conception et les priorités de recherche pour atteindre ce but. »
Ce travail a été soutenu par le programme de bourses postdoctorales de WHOI, avec un financement fourni par la bourse postdoctorale Weston Howland Jr. Un soutien supplémentaire a été fourni par le WHOI Ocean Eyesight Fund 2030, la National Science Basis des États-Unis, le Seaver Institute et la March Marine Initiative (un programme de March Minimal, Bermudes) par le biais du programme Marine Microplastics Innovation Accelerator de WHOI.
