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“核技术用于控制塑料污染”:通过辐照走向循环经济

2022.10.07
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塑料污染是最紧迫的全球环境挑战之一。到2025年,海洋中鱼与塑料的重量比将达到3:1,而到2050年,海洋中的塑料可能比鱼还多。垃圾填埋场经常充满塑料垃圾,对河流、地下水和海洋构成威胁。世界银行的数据显示,东南亚已成为塑料污染重灾区,塑料进入河流和海洋最多的十个国家中,有一半位于这一地区。
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下面我们来看看核技术如何“变废为宝”——将废物变成有价值的原材料。
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文字及照片: Miklos Gaspar(国际原子能机构)
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菲律宾南部达沃市的回收作业尚未使用辐照,仅可生产技术要求较低的产品,例如这些学校的座椅。使用辐照可提高回收混合塑料的热机械性能,进而提升其回收利用率和回收价值。混合塑料由各种不同特性的塑料组成,这使它们很难被回收和再利用。在回收混合塑料时,第一步是清洁并将其粉碎。然后将粉碎的塑料垃圾按不同比例的软塑料和硬塑料混合,以控制最终产品的密度和属性。随后,将混合物送入挤压机,在150至200摄氏度的温度下进行熔化和均质处理。此温度高到足以融化塑料,但又不足以使材料降解,因此限制了有毒气体的释放。工人们取出融化的混合塑料,注入相应的模具,凝固成所需的形状。这些塑料将成为学校课桌的座椅,经组装、喷漆后送往学校。如果回收的塑料具备更好的热机械性能,则可能用于更多用途。这将创造更多对再生塑料的需求,同时减少对原生塑料的需求。下面让我们来了解一下辐照。从达沃市收集的塑料颗粒和废料被放置在容器中,在菲律宾核研究所(PNRI)进行辐照。装有塑料的容器被放置在一个小型的、自屏蔽的辐照器中(就工业规模的应用来说,需要的辐照器更大)。在操作人员设定参数后,塑料颗粒所接受辐照剂量为预设的最佳剂量。在辐照过程中,塑料的高分子聚合物具有更强的反应性,一旦塑料熔化,聚合物的结构可能发生有益变化,也有助于塑料废料中的不同成分混合。通过使用辐射改性的天然纤维,并将其在挤压机中与塑料废料混合,所产生的再生塑料得到进一步加强并变得更加坚固。由于辐射改性,纤维能够与熔化的塑料更好地混合,同时保持其原有的硬度和强度。它们通过吸收来自压缩、弯曲或冲击的应力来加强再生材料。与改性纤维混合的辐照塑料一起被放入挤压机。熔化后,均质的塑料滴入冷水中冷却。之后,塑料被送入挤压机末端的机器,由其切割成小块。这些塑料颗粒现可用于多种用途,甚至包括用于建筑材料等高价值产品。一旦这项技术被应用于工业规模,将有助于保持菲律宾海洋和海滩的清洁。这样,在未来的几十年里,我们可以继续在马尼拉湾享受日落,不会有任何塑料污染浮到岸边!

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