Ô nhiễm nhựa khuếch đại do khí hậu ấm lên

Tài sản bị hư hỏng và chất thải tăng lên

Vật liệu polymer, chủ yếu là nhựa và cao su, đặc biệt nhạy cảm với sự biến động của nhiệt độ và độ ẩm. Khi nhiệt độ tăng lên, các polyme trải qua quá trình giãn nở nhiệt, dẫn đến các đặc tính kém hơn ⁹ . Các loại nhựa thường được sử dụng như polyetylen, polypropylen và polyvinyl clorua có thể giảm độ cứng hơn 20% khi nhiệt độ sử dụng tăng từ 23/24 lên 40 °C ^10 , 11 . Những thay đổi phụ thuộc vào thời gian trong các tính chất cơ học, chẳng hạn như từ biến (quá trình biến dạng chậm của vật liệu dưới tải trọng không đổi hoặc thay đổi) và sự phục hồi ứng suất (giảm phản ứng ứng suất khi biến dạng kéo dài), cũng sẽ tăng tốc. Hơn nữa, nhiệt độ tăng ảnh hưởng tiêu cực đến các đặc tính quan trọng khác, chẳng hạn như đặc tính cản khí và hơi nước trong bao bì thực phẩm, rất cần thiết cho việc bảo quản thực phẩm. Ví dụ, rượu ethylene vinyl, một loại polyme ngăn khí phổ biến, có thể bị giảm hơn 75% hiệu suất ngăn cản oxy khi nhiệt độ tăng từ 23 lên 40°C12 ^, có khả năng dẫn đến hư hỏng thực phẩm.

Ngoài những tác động tức thời này, khí hậu ấm lên còn đẩy nhanh tốc độ mất mát tài sản lâu dài do tốc độ lão hóa tăng nhanh ⁹ . Polyme xuống cấp/già đi theo thời gian do các yếu tố như nhiệt, ánh sáng, độ ẩm, hóa chất và ứng suất cơ học, liên quan đến quá trình oxy hóa, phân hủy tia cực tím, thủy phân, phân hủy sinh học và di chuyển phụ gia ^9 , 13 . Nhiệt độ là yếu tố then chốt trong tất cả các quá trình này. Theo định luật Arrhenius, tốc độ phân hủy tăng theo cấp số nhân khi nhiệt độ tăng - với năng lượng kích hoạt điển hình là 50 kJ/mol đối với phân hủy nhựa, cứ tăng nhiệt độ 10 độ thì tốc độ phân hủy sẽ tăng gấp ^đôi13 .

Đối với các polyme hút ẩm, chẳng hạn như tinh bột nhựa nhiệt dẻo và các polyme sinh học khác, polyamit và polyester, điều kiện ẩm ướt có thể làm tăng thêm tác động tiêu cực của nhiệt độ tăng. Nước là chất “làm dẻo” mạnh mẽ trong các hệ thống có sự hấp thụ lớn, dẫn đến vật liệu mềm hơn và yếu hơn. Sự hấp thụ nước cũng có thể làm tăng tốc độ rão và nguy cơ thoái hóa do thủy phân.

Do đó, khí hậu ấm hơn khiến các polyme gặp nhiều điều kiện khó khăn hơn, dẫn đến sự suy giảm các đặc tính của nhựa trong cả ngắn hạn và dài hạn. Điều này dẫn đến các linh kiện, sản phẩm nhựa thường xuyên hư hỏng hơn, dẫn đến độ bền giảm và tuổi thọ sử dụng ngắn hơn. Do đó, các sản phẩm hỏng thường cần phải được thay thế, làm tăng lượng rác thải nhựa và làm trầm trọng thêm vấn đề ô nhiễm nhựa. Chất thải nhựa bị phân hủy rộng rãi nhìn chung không phù hợp với phương pháp tái chế truyền thống do mất tài sản, làm tăng khả năng chất thải đó bị loại khỏi hệ thống quản lý chất thải nhựa hiện tại và tồn tại ở cả môi trường trên cạn và dưới nước.

Nguy cơ rò rỉ hóa chất liên quan đến nhựa tăng cao

Hơn 13.000 hóa chất có liên quan đến nhựa và quá trình sản xuất chúng, trong đó có hơn 3.200 hóa chất được xác định là mối lo ngại tiềm ẩn do đặc tính nguy hiểm của ^chúng14 . Các hóa chất này bao gồm các monome/oligome còn sót lại từ quá trình trùng hợp, các hợp chất được hình thành trong quá trình phân hủy polyme và một loạt các chất phụ gia như chất bôi trơn, chất chống cháy, chất làm dẻo, chất chống oxy hóa, chất tạo màu và chất ổn định tia cực tím/ ^nhiệt14 . Những hóa chất độc hại này có thể được phát thải trong suốt vòng đời của nhựa, gây rủi ro cho hệ sinh thái và con người. Khi nhiệt độ tăng lên, cả tốc độ khuếch tán và bay hơi của các loài đều tăng tốc, tăng cường quá trình thẩm thấu các chất này vào không khí, đất và ^nước15 . Ngoài ra, quá trình lão hóa tăng nhanh trong điều kiện khí hậu ấm hơn dẫn đến việc sản xuất nhanh hơn các sản phẩm thoái hóa nguy hiểm16 ^. Điều này làm tăng nguy cơ các hóa chất liên quan đến nhựa xâm nhập vào hệ sinh thái của chúng ta. Một ví dụ phổ biến, nhiệt độ ảnh hưởng đáng kể đến sự phát thải các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) từ các thành phần nhựa và chất đàn hồi bên trong ô tô, có khả năng gây ra 'hội chứng say ^xe'14 . Trong trường hợp polyme hút ẩm, sự kết hợp giữa nhiệt độ cao và độ ẩm tương đối cao có thể làm trầm trọng thêm việc giải phóng hóa chất.

Nguy cơ vi nhựa gia tăng

Một mối lo ngại khác liên quan đến ô nhiễm nhựa là sự hình thành các hạt vi nhựa (các hạt nhỏ dưới 5 mm), do chúng tồn tại lâu dài, phân bố rộng và có tác dụng phụ. Chúng bắt nguồn từ việc sản xuất nhựa (nguồn sơ cấp) và sự phân hủy dần dần của các mặt hàng nhựa (nguồn thứ cấp) ¹⁷ . Khí hậu ấm hơn làm tăng tốc độ phân hủy polyme ⁹  và do đó phân hủy các vật dụng bằng nhựa thành các loại nhỏ hơn, đẩy nhanh đáng kể việc tạo ra các vi nhựa thứ cấp. Quá trình lão hóa nhanh chóng tạo ra các hạt vi nhựa với mức độ phân hủy cao hơn, có thể làm tăng độc tính của chúng do sự tích tụ các sản phẩm phân hủy trong các hạt vi nhựa. Quá trình lão hóa làm thay đổi sâu sắc các đặc tính hóa lý của các vi nhựa này, sau đó ảnh hưởng đến hành vi môi trường của ^chúng16 . Những thay đổi này bao gồm điện tích bề mặt, hình thành màng sinh học, vận chuyển, hành vi hấp phụ và tương tác với môi trường xung quanh ¹⁶ . Ví dụ, khi các hạt vi nhựa già đi, độ nhám bề mặt của chúng có xu hướng tăng lên và tính kỵ nước của chúng giảm đi. Những thay đổi này làm cho chúng thuận lợi hơn cho vi khuẩn xâm nhập và hình thành màng sinh học sau ^đó16 . Do đó, sự gia tăng phân hủy nhựa do khí hậu ấm hơn gây ra, không chỉ làm tăng tốc độ tạo ra vi nhựa mà còn tăng cường độc tính sinh thái của các hạt vi nhựa được hình thành. Điều này càng làm trầm trọng thêm vấn đề ô nhiễm vi mô và gây ra rủi ro lâu dài cho các sinh vật sống ở cả môi trường trên cạn và dưới nước. Trong môi trường nước, nhiệt độ nước tăng cao, thường do sóng nhiệt ở biển và sự nóng lên toàn cầu, cũng đẩy nhanh quá trình phân hủy rác nhựa và sau đó giải phóng các hạt vi nhựa. Lưu ý rằng vi nhựa cũng trải qua quá trình lão hóa nhanh chóng khi khí hậu ấm lên, dẫn đến sự phân mảnh nhanh hơn thành nhựa nano và cuối cùng là sự phân hủy của chúng. Điều này ngụ ý rằng nhựa có độ bền giảm trong môi trường trong điều kiện khí hậu nóng lên.

Nhu cầu về nhựa tăng

Biến đổi khí hậu cũng có thể làm tăng đáng kể nhu cầu về vật liệu có đặc tính của nhựa trong các ứng dụng khác nhau. Với nhiệt độ tăng cao, nhu cầu về các thiết bị điện như máy điều hòa không khí, quạt và tủ lạnh, tất cả đều phụ thuộc nhiều vào các thành phần nhựa, sẽ tăng cao, như đã thấy ở Châu Âu trong mùa hè nóng ^bức18 . Ngoài ra, các sáng kiến ​​như dự án năng lượng tái tạo, điện khí hóa giao thông và cơ sở hạ tầng thích ứng với khí hậu đòi hỏi một số lượng đáng kể các thành phần nhựa. Các thảm họa liên quan đến khí hậu ngày càng gia tăng như cháy rừng, lũ lụt, bão, lốc xoáy và bão cũng góp phần vào nhu cầu nhựa vì chúng cần nhựa để tái thiết, nơi trú ẩn khẩn cấp, thiết bị bảo hộ cá nhân (PPE) và vật tư viện trợ nhân đạo. Thật không may, những thảm họa này dẫn đến việc tiêu hủy nhựa đang được sử dụng trên diện rộng, biến chúng thành rác thải trong khu vực bị ảnh hưởng trên quy mô lớn. Nhu cầu về nhựa tăng cao này dẫn đến tăng sản xuất, tiêu thụ và phát sinh chất thải sau đó, làm trầm trọng thêm vấn đề ô nhiễm nhựa. Vì vậy, việc quản lý cẩn thận việc sử dụng nhựa trong các dự án khí hậu là rất quan trọng, đảm bảo những nỗ lực của chúng tôi vừa hiệu quả với môi trường vừa bền vững trong sử dụng vật liệu.

Một vòng luẩn quẩn

Tóm lại, khí hậu ấm lên sẽ gây ra những hậu quả đối với việc sử dụng, lão hóa và thải bỏ nhựa, gây ô nhiễm nhựa với việc tạo ra nhiều chất thải hơn, tăng lượng giải phóng hóa chất từ ​​nhựa và tạo ra nhiều hạt vi nhựa hơn. Mặt khác, ngành nhựa được biết đến rộng rãi là nguyên nhân góp phần đáng kể vào việc phát thải khí nhà kính và do đó gây ra biến đổi khí  ^{Chia sẻ:}