ZASTOSOWANIA
Od czasu wynalezienia płytki odczynnikowej w 1951 r. stała się ona niezbędna w wielu zastosowaniach, w tym w diagnostyce klinicznej, biologii molekularnej i biologii komórki, a także w analizie żywności i farmacji. Znaczenie płytki odczynnikowej nie powinno być niedoceniane, ponieważ ostatnie zastosowania naukowe obejmujące przesiew o wysokiej przepustowości wydają się niemożliwe.
Używane w szerokiej gamie zastosowań w opiece zdrowotnej, środowisku akademickim, farmaceutyce i medycynie sądowej, te płytki są wykonane z plastiku jednorazowego użytku. Oznacza to, że po użyciu są pakowane w worki i wysyłane na wysypiska śmieci lub utylizowane poprzez spalenie – często bez odzysku energii. Te płytki, gdy są wyrzucane, przyczyniają się do około 5,5 miliona ton plastikowych odpadów laboratoryjnych, które są generowane każdego roku. Ponieważ zanieczyszczenie plastikiem staje się globalnym problemem budzącym coraz większe obawy, pojawia się pytanie – czy przeterminowane płytki odczynnikowe można by utylizować w sposób bardziej przyjazny dla środowiska?
Omawiamy kwestię ponownego wykorzystania i recyklingu płytek odczynnikowych oraz badamy niektóre związane z tym problemy.
Z CZEGO WYKONANE SĄ PŁYTKI ODCZYNNIKOWE?
Płytki odczynnikowe są produkowane z nadającego się do recyklingu termoplastycznego polipropylenu. Polipropylen doskonale nadaje się jako plastik laboratoryjny ze względu na swoje właściwości – niedrogi, lekki, trwały materiał o wszechstronnym zakresie temperatur. Jest również sterylny, wytrzymały i łatwo formowalny, a w teorii łatwy do utylizacji. Mogą być również wykonane z polistyrenu i innych materiałów.
Jednakże polipropylen i inne tworzywa sztuczne, w tym polistyren, które zostały stworzone jako sposób na ochronę naturalnego świata przed wyniszczeniem i nadmierną eksploatacją, obecnie stanowią poważny problem dla środowiska. Niniejszy artykuł koncentruje się na płytach wytwarzanych z polipropylenu.
UTYLIZACJA PŁYTEK ODCZYNNIKOWYCH
Przeterminowane płytki z odczynnikami z większości prywatnych i publicznych laboratoriów w Wielkiej Brytanii są utylizowane na jeden z dwóch sposobów. Są one albo „pakowane” w worki i wysyłane na wysypiska śmieci, albo spalane. Obie te metody są szkodliwe dla środowiska.
WYSYPISKO ODPADÓW
Po zakopaniu na wysypisku śmieci produkty z tworzyw sztucznych potrzebują od 20 do 30 lat, aby naturalnie ulec biodegradacji. W tym czasie dodatki stosowane w ich produkcji, zawierające toksyny, takie jak ołów i kadm, mogą stopniowo przesiąkać przez ziemię i rozprzestrzeniać się w wodach gruntowych. Może to mieć niezwykle szkodliwe konsekwencje dla kilku biosystemów. Priorytetem jest trzymanie płytek z odczynnikami poza ziemią.
SPOPIELANIE
Spalarnie spalają odpady, co na masową skalę może wytworzyć użyteczną energię. Gdy spalanie jest stosowane jako metoda niszczenia płytek odczynnikowych, pojawiają się następujące problemy:
● Podczas spalania płytek odczynnikowych mogą uwalniać się dioksyny i chlorek winylu. Oba te związki wiążą się ze szkodliwym wpływem na ludzi. Dioksyny są wysoce toksyczne i mogą powodować raka, problemy rozrodcze i rozwojowe, uszkodzenia układu odpornościowego oraz mogą zakłócać działanie hormonów [5]. Chlorek winylu zwiększa ryzyko rzadkiej postaci raka wątroby (mięsak naczyniowy wątroby), a także raka mózgu i płuc, chłoniaka i białaczki.
● Niebezpieczny popiół może powodować zarówno krótkotrwałe skutki (takie jak nudności i wymioty), jak i długotrwałe skutki (takie jak uszkodzenie nerek i nowotwór).
● Emisja gazów cieplarnianych ze spalarni i innych źródeł, takich jak pojazdy napędzane olejem napędowym i benzyną, przyczynia się do chorób układu oddechowego.
● Kraje zachodnie często wysyłają odpady do krajów rozwijających się w celu ich spalenia, co w niektórych przypadkach odbywa się w nielegalnych obiektach, gdzie toksyczne opary szybko stają się zagrożeniem dla zdrowia mieszkańców, wywołując różne choroby, od wysypek skórnych po raka.
● Zgodnie z polityką Departamentu Środowiska, utylizacja poprzez spalanie powinna być ostatecznością
SKALA PROBLEMU
Sam NHS wytwarza rocznie 133 000 ton plastiku, z czego tylko 5% nadaje się do recyklingu. Część tych odpadów można przypisać płytce odczynnikowej. Jak ogłosił NHS w ramach For a Greener NHS [2], zobowiązuje się do wprowadzenia innowacyjnej technologii, która pomoże zmniejszyć ślad węglowy poprzez przejście ze sprzętu jednorazowego użytku na sprzęt wielokrotnego użytku, gdzie to możliwe. Recykling lub ponowne wykorzystanie płytek odczynnikowych z polipropylenu to opcje utylizacji płytek w sposób bardziej przyjazny dla środowiska.
PONOWNE WYKORZYSTANIE PŁYTEK ODCZYNNIKOWYCH
Płytki 96-dołkoweteoretycznie może być ponownie wykorzystany, ale istnieje szereg czynników, które sprawiają, że często nie jest to wykonalne. Są to:
● Ich ponowne mycie w celu użycia jest bardzo czasochłonne
● Ich czyszczenie wiąże się z kosztami, szczególnie w przypadku rozpuszczalników
● Jeśli użyto barwników, rozpuszczalniki organiczne potrzebne do usunięcia barwników mogą rozpuścić płytkę.
● Należy całkowicie usunąć wszystkie rozpuszczalniki i detergenty stosowane w procesie czyszczenia.
● Talerz należy umyć natychmiast po użyciu
Aby płytka nadawała się do ponownego użycia, płytki muszą być nieodróżnialne od oryginalnego produktu po procesie czyszczenia. Istnieją również inne komplikacje, które należy wziąć pod uwagę, takie jak to, że jeśli płytki zostały poddane obróbce w celu zwiększenia wiązania białka, procedura mycia może również zmienić właściwości wiążące. Płytka nie będzie już taka sama jak oryginał.
Jeśli Twoje laboratorium chce ponownie wykorzystaćpłytki odczynnikowe, zautomatyzowane myjki do płyt, takie jak ta, mogą być dobrym rozwiązaniem.
PŁYTKI Z ODCZYNNIKAMI DO RECYKLINGU
Recykling talerzy składa się z pięciu etapów. Pierwsze trzy etapy są takie same jak w przypadku recyklingu innych materiałów, jednak dwa ostatnie są krytyczne.
● Kolekcja
● Sortowanie
● Czyszczenie
● Ponowne przetwarzanie poprzez topienie – zebrany polipropylen jest podawany do wytłaczarki i topiony w temperaturze 2400 °C (4640 °F), a następnie granulowany
● Produkcja nowych produktów z przetworzonego PP
WYZWANIA I MOŻLIWOŚCI W RECYKLINGU PŁYTEK ODCZYNNIKOWYCH
Recykling płytek odczynników wymaga znacznie mniej energii niż tworzenie nowych produktów z paliw kopalnych [4], co czyni go obiecującym wyborem. Istnieje jednak szereg przeszkód, które należy wziąć pod uwagę.
POLIPROPYLEN JEST ŹLE PODDAWANY RECYKLINGOWI
Chociaż polipropylen można poddać recyklingowi, do niedawna był jednym z najmniej poddawanych recyklingowi produktów na świecie (w USA uważa się, że jest poddawany recyklingowi w tempie poniżej 1 procenta w przypadku odzysku poużytkowego). Istnieją dwa główne powody tego stanu rzeczy:
● Separacja – Istnieje 12 różnych rodzajów plastiku i bardzo trudno jest odróżnić poszczególne rodzaje, co utrudnia ich rozdzielanie i recykling. Chociaż Vestforbrænding, Dansk Affaldsminimering Aps i PLASTIX opracowały nową technologię kamer, która potrafi odróżnić plastiki, nie jest ona powszechnie stosowana, więc plastik musi być sortowany ręcznie u źródła lub za pomocą niedokładnej technologii bliskiej podczerwieni.
● Zmiany właściwości – Polimer traci swoją wytrzymałość i elastyczność poprzez kolejne etapy recyklingu. Wiązania między wodorem i węglem w związku stają się słabsze, co wpływa na jakość materiału.
Jednak jest powód do optymizmu. Proctor & Gamble we współpracy z PureCycle Technologies buduje zakład recyklingu PP w hrabstwie Lawrence w stanie Ohio, który będzie wytwarzał polipropylen z recyklingu o jakości „jak dziewiczy”.
TWORZYWA LABORATORYJNE SĄ WYŁĄCZONE Z PROGRAMÓW RECYKLINGU
Mimo że płytki laboratoryjne są zazwyczaj wykonane z materiału nadającego się do recyklingu, powszechnym błędnym przekonaniem jest, że wszystkie materiały laboratoryjne są zanieczyszczone. To założenie oznacza, że płytki odczynnikowe, podobnie jak wszystkie tworzywa sztuczne w służbie zdrowia i laboratoriach na całym świecie, zostały automatycznie wyłączone z programów recyklingu, nawet jeśli niektóre nie są zanieczyszczone. Pewna edukacja w tej dziedzinie może być pomocna w walce z tym zjawiskiem.
Ponadto firmy produkujące sprzęt laboratoryjny prezentują nowatorskie rozwiązania, a uniwersytety tworzą programy recyklingu.
Thermal Compaction Group opracowała rozwiązania umożliwiające szpitalom i niezależnym laboratoriom recykling tworzyw sztucznych na miejscu. Mogą segregować tworzywa sztuczne u źródła i zamieniać polipropylen w brykiety stałe, które można wysłać do recyklingu.
Uniwersytety opracowały wewnętrzne metody dekontaminacji i negocjowały z zakładami recyklingu polipropylenu w celu zbierania odkażonego plastiku. Zużyty plastik jest następnie peletyzowany w maszynie i wykorzystywany do różnych innych produktów.
PODSUMOWUJĄC
Płytki odczynnikowestanowią codzienny materiał eksploatacyjny w laboratoriach, przyczyniając się do powstania około 5,5 miliona ton plastikowych odpadów laboratoryjnych wytworzonych przez około 20 500 instytucji badawczych na całym świecie w 2014 r. 133 000 ton tych rocznych odpadów pochodzi z brytyjskiej służby zdrowia (NHS), a jedynie 5% z nich nadaje się do recyklingu.
Przeterminowane płytki z odczynnikami, które historycznie były wykluczane z programów recyklingu, przyczyniają się do powstawania odpadów i szkód środowiskowych powodowanych przez tworzywa sztuczne jednorazowego użytku.
Istnieją wyzwania, które trzeba pokonać podczas recyklingu płytek odczynnikowych i innego plastikowego sprzętu laboratoryjnego, a ich recykling może wymagać mniej energii niż tworzenie nowych produktów.
Ponowne użycie lub recyklingPłytki 96-dołkowesą przyjaznymi dla środowiska sposobami postępowania z używanymi i przeterminowanymi talerzami. Istnieją jednak trudności związane zarówno z recyklingiem polipropylenu, jak i przyjmowaniem używanego plastiku z laboratoriów badawczych i NHS, a także ponownym wykorzystywaniem talerzy.
Trwają prace nad ulepszeniem mycia i recyklingu, a także recyklingu i przyjmowania odpadów laboratoryjnych. Nowe technologie są opracowywane i wdrażane w nadziei, że będziemy mogli utylizować płytki odczynnikowe w sposób bardziej przyjazny dla środowiska.
Istnieją pewne bariery w tej dziedzinie, które wciąż wymagają pokonania, a laboratoria i przedsiębiorstwa działające w tej dziedzinie muszą przeprowadzić dalsze badania i działania edukacyjne.
Czas publikacji: 23-11-2022