사용의 응용
1951년 시약 판이 발명된 이후 많은 응용 분야에서 시약 판이 필수가 되었습니다. 임상 진단, 분자생물학, 세포생물학은 물론 식품 분석 및 제약학까지 포함됩니다. 처리량이 많은 스크리닝과 관련된 최근의 과학적 응용은 겉으로는 불가능해 보이기 때문에 시약 판의 중요성을 과소평가해서는 안 됩니다.
의료, 학계, 제약 및 법의학 분야의 다양한 응용 분야에 사용되는 이 플레이트는 일회용 플라스틱을 사용하여 제작됩니다. 즉, 일단 사용되면 가방에 담아 매립지로 보내거나 소각하여 폐기합니다. 종종 에너지를 회수하지 못한 채 폐기됩니다. 이 접시를 폐기물로 보내면 매년 발생하는 약 550만 톤의 실험실 플라스틱 폐기물 중 일부에 기여합니다. 플라스틱 오염이 전 세계적인 문제로 대두되면서 우려가 커지고 있습니다. 만료된 시약 플레이트를 보다 환경 친화적인 방법으로 폐기할 수 있을까요?
시약판을 재사용 및 재활용할 수 있는지 논의하고 관련 문제를 살펴봅니다.
시약판은 무엇으로 만들어지나요?
시약 플레이트는 재활용 가능한 열가소성 폴리프로필렌으로 제조됩니다. 폴리프로필렌은 저렴하고 가벼우며 내구성이 뛰어나고 온도 범위가 다양한 소재라는 특성으로 인해 실험실용 플라스틱으로 매우 적합합니다. 또한 멸균되고 견고하며 쉽게 성형할 수 있고 이론적으로는 폐기하기도 쉽습니다. 폴리스티렌 및 기타 재료로 만들 수도 있습니다.
그러나 자연계의 고갈과 과잉 착취로부터 보호하기 위해 만들어진 폴리스티렌을 포함한 폴리프로필렌과 기타 플라스틱은 이제 많은 환경 문제를 야기하고 있습니다. 이 기사에서는 폴리프로필렌으로 제조된 플레이트에 중점을 둡니다.
시약판 폐기
대부분의 영국 민간 및 공공 실험실의 만료된 시약 플레이트는 두 가지 방법 중 하나로 폐기됩니다. 그것들은 '포장'되어 매립지로 보내지거나 소각됩니다. 이 두 가지 방법 모두 환경에 해롭습니다.
매립
매립지에 묻힌 플라스틱 제품은 자연적으로 생분해되기까지 20~30년이 걸립니다. 이 기간 동안 납, 카드뮴과 같은 독소를 함유한 생산에 사용된 첨가물은 점차적으로 땅을 통해 스며들어 지하수로 퍼질 수 있습니다. 이는 여러 바이오 시스템에 매우 해로운 결과를 초래할 수 있습니다. 시약판을 땅에 닿지 않게 하는 것이 최우선입니다.
소각
소각로는 폐기물을 태우는데, 대규모로 수행되면 유용한 에너지를 생산할 수 있습니다. 시약판을 파기하는 방법으로 소각을 사용하는 경우 다음과 같은 문제가 발생합니다.
● 시약판을 소각하면 다이옥신, 염화비닐 등이 배출될 수 있습니다. 둘 다 인간에게 해로운 영향을 미칩니다. 다이옥신은 독성이 매우 높으며 암, 생식 및 발달 문제, 면역 체계 손상을 유발할 수 있으며 호르몬을 방해할 수 있습니다[5]. 염화비닐은 희귀한 형태의 간암(간혈관육종)뿐만 아니라 뇌암, 폐암, 림프종, 백혈병의 위험을 증가시킵니다.
● 위험한 재는 단기적인 영향(예: 메스꺼움, 구토)부터 장기적인 영향(예: 신장 손상 및 암)을 유발할 수 있습니다.
● 소각장과 디젤, 휘발유 차량 등 기타 배출원에서 배출되는 온실가스로 인해 호흡기 질환이 발생합니다.
● 서구 국가에서는 폐기물을 개발도상국으로 보내 소각하는 경우가 많습니다. 불법 시설에서 소각하는 경우도 있습니다. 그곳에서 유독 가스는 빠르게 주민들의 건강에 위험이 되어 피부 발진부터 암까지 모든 질병을 유발할 수 있습니다.
● 환경부 정책에 따라 소각 처리는 최후의 수단이 되어야 합니다.
문제의 규모
NHS에서만 매년 133,000톤의 플라스틱이 생성되며, 그 중 재활용 가능한 플라스틱은 5%에 불과합니다. 이러한 폐기물 중 일부는 시약 판에 기인할 수 있습니다. NHS는 For a Greener NHS[2]를 발표하면서 가능한 한 일회용 장비에서 재사용 가능한 장비로 전환하여 탄소 배출량을 줄이는 데 도움이 되는 혁신적인 기술을 도입하기 위해 최선을 다하고 있습니다. 폴리프로필렌 시약 플레이트를 재활용하거나 재사용하는 것은 보다 환경 친화적인 방식으로 플레이트를 폐기하기 위한 옵션입니다.
시약판 재사용
96 웰 플레이트이론적으로는 재사용이 가능하지만 이것이 종종 실행 가능하지 않다는 것을 의미하는 여러 가지 요인이 있습니다. 이것들은 다음과 같습니다:
● 다시 씻어서 사용하려면 시간이 많이 걸립니다.
● 특히 용제를 사용하여 청소하는 데 비용이 발생합니다.
● 염료를 사용한 경우 염료 제거에 필요한 유기용매로 인해 플레이트가 녹을 수 있습니다.
● 청소 과정에서 사용된 모든 용제 및 세제는 완전히 제거되어야 합니다.
● 접시는 사용 후 즉시 세척해야 합니다.
플레이트를 재사용할 수 있으려면 세척 과정을 거친 후 플레이트가 원래 제품과 구별되지 않아야 합니다. 단백질 결합을 강화하기 위해 플레이트를 처리한 경우 세척 절차로 인해 결합 특성이 변경될 수도 있는 등 고려해야 할 다른 합병증도 있습니다. 접시는 더 이상 원본과 동일하지 않습니다.
실험실에서 재사용을 원하는 경우시약판, 이와 같은 자동화된 플레이트 와셔가 실행 가능한 옵션이 될 수 있습니다.
재활용 시약 플레이트
플레이트 재활용에는 5가지 단계가 있습니다. 처음 세 단계는 다른 재료를 재활용하는 것과 동일하지만 마지막 두 단계가 중요합니다.
● 컬렉션
● 정렬
● 청소
● 용융 재처리 – 수집된 폴리프로필렌은 압출기로 공급되어 2,400°C(4,640°F)에서 용융되어 펠렛화됩니다.
● 재활용 PP를 활용한 신제품 생산
시약판 재활용의 과제와 기회
재활용 시약판은 화석 연료로 새로운 제품을 만드는 것보다 훨씬 적은 에너지를 사용하므로[4] 유망한 선택이 됩니다. 그러나 고려해야 할 여러 가지 장애물이 있습니다.
폴리프로필렌은 재활용이 잘 되지 않습니다.
폴리프로필렌은 재활용이 가능하지만 최근까지 전 세계적으로 재활용률이 가장 낮은 제품 중 하나였습니다(미국에서는 소비자 사용 후 회수를 위해 1% 미만의 비율로 재활용되는 것으로 간주됩니다). 여기에는 두 가지 주요 이유가 있습니다.
● 분리 – 플라스틱은 12가지 종류가 있으며 종류를 구분하기가 매우 어려워 분리 및 재활용이 어렵습니다. Vestforbrænding, Dansk Affaldsminimering Aps 및 PLASTIX에서 플라스틱의 차이를 구분할 수 있는 새로운 카메라 기술을 개발했지만 일반적으로 사용되지 않으므로 플라스틱을 소스에서 수동으로 분류하거나 부정확한 근적외선 기술을 사용하여 분류해야 합니다.
● 특성 변화 – 폴리머는 연속적인 재활용 과정을 통해 강도와 유연성을 잃습니다. 화합물의 수소와 탄소 사이의 결합이 약해져서 재료의 품질에 영향을 미칩니다.
그러나 낙관하는 데에는 몇 가지 이유가 있습니다. Proctor & Gamble은 PureCycle Technologies와 협력하여 오하이오주 로렌스 카운티에 "처녀와 같은" 품질의 재활용 폴리프로필렌을 생산할 PP 재활용 공장을 건설하고 있습니다.
실험실용 플라스틱은 재활용 계획에서 제외됩니다.
실험실용 플레이트는 일반적으로 재활용 가능한 재료로 만들어지지만 모든 실험실 재료가 오염되었다는 것은 일반적인 오해입니다. 이 가정은 전 세계 의료 및 실험실의 모든 플라스틱과 마찬가지로 시약 판이 일부가 오염되지 않은 경우에도 재활용 계획에서 자동으로 제외되었음을 의미합니다. 이 분야에 대한 일부 교육은 이 문제를 해결하는 데 도움이 될 수 있습니다.
뿐만 아니라 실험기구를 제조하는 회사에서는 새로운 솔루션을 제시하고 있으며, 대학에서는 재활용 프로그램을 마련하고 있습니다.
Thermal Compaction Group은 병원과 독립 실험실이 현장에서 플라스틱을 재활용할 수 있는 솔루션을 개발했습니다. 그들은 소스에서 플라스틱을 분리하고 폴리프로필렌을 재활용을 위해 보낼 수 있는 고체 연탄으로 바꿀 수 있습니다.
대학은 자체 오염 제거 방법을 개발했으며 오염 제거된 플라스틱을 수집하기 위해 폴리프로필렌 재활용 공장과 협상했습니다. 사용된 플라스틱은 기계에서 펠렛화되어 다양한 다른 제품에 사용됩니다.
요약하면
시약 플레이트2014년 전 세계 약 20,500개 연구 기관에서 생성된 약 550만 톤의 실험실 플라스틱 폐기물에 기여하는 일상적인 실험실 소모품입니다. 이 연간 폐기물 중 133,000톤은 NHS에서 발생하며 그 중 5%만이 재활용 가능합니다.
역사적으로 재활용 계획에서 제외되었던 만료된 시약 플레이트는 이러한 폐기물과 일회용 플라스틱으로 인한 환경 피해의 원인이 됩니다.
시약판과 기타 실험실 플라스틱 제품을 재활용하는 데에는 극복해야 할 과제가 있는데, 이는 결국 새로운 제품을 만드는 것보다 재활용하는 데 더 적은 에너지를 소비하게 될 수 있습니다.
재사용 또는 재활용96웰 플레이트사용된 플레이트와 만료된 플레이트를 처리하는 환경 친화적인 방법입니다. 그러나 폴리프로필렌 재활용, 연구 및 NHS 실험실에서 사용한 플라스틱 수용, 플레이트 재사용과 관련된 어려움이 있습니다.
실험실 폐기물의 재활용 및 수용뿐만 아니라 세척 및 재활용을 개선하기 위한 노력이 진행 중입니다. 시약판을 보다 환경 친화적인 방법으로 폐기할 수 있다는 희망으로 새로운 기술이 개발되고 구현되고 있습니다.
이 분야에는 여전히 도전해야 할 몇 가지 장벽이 있으며, 이 분야에 종사하는 실험실 및 산업계의 추가 연구 및 교육이 있습니다.
게시 시간: 2022년 11월 23일