ZASTOSOWANIA
Od czasu wynalezienia płytki z odczynnikami w 1951 r. stała się ona niezbędna w wielu zastosowaniach; w tym diagnostyka kliniczna, biologia molekularna i biologia komórki, a także analiza żywności i farmacja. Nie należy lekceważyć znaczenia płytki z odczynnikami, ponieważ najnowsze zastosowania naukowe obejmujące wysokowydajne badania przesiewowe byłyby pozornie niemożliwe.
Wykorzystywane w różnorodnych zastosowaniach w służbie zdrowia, środowisku akademickim, farmacji i medycynie sądowej, płytki te są zbudowane z jednorazowego tworzywa sztucznego. Oznacza to, że po użyciu są pakowane i wysyłane na wysypiska śmieci lub usuwane przez spalenie – często bez odzysku energii. Płyty te wyrzucone do śmieci stanowią część z szacunkowych 5,5 miliona ton laboratoryjnych odpadów z tworzyw sztucznych wytwarzanych każdego roku. Ponieważ zanieczyszczenie tworzywami sztucznymi staje się globalnym problemem budzącym coraz większe obawy, pojawia się pytanie – czy przeterminowane płytki z odczynnikami można utylizować w sposób bardziej przyjazny dla środowiska?
Omawiamy, czy możemy ponownie używać i poddawać recyklingowi płytki z odczynnikami, a także badamy niektóre powiązane kwestie.
Z CZEGO SĄ PŁYTKI Z ODCZYNNIKAMI?
Płytki z odczynnikami są wykonane z nadającego się do recyklingu termoplastycznego polipropylenu. Polipropylen doskonale nadaje się jako tworzywo laboratoryjne ze względu na swoje właściwości – jest niedrogim, lekkim, trwałym materiałem o wszechstronnym zakresie temperatur. Jest także sterylny, solidny i łatwy do formowania, a teoretycznie łatwo go wyrzucić. Mogą być również wykonane ze styropianu i innych materiałów.
Jednakże polipropylen i inne tworzywa sztuczne, w tym polistyren, które powstały w celu ochrony świata przyrody przed wyczerpywaniem się i nadmierną eksploatacją, budzą obecnie poważne obawy dotyczące środowiska. W tym artykule skupiono się na płytach wytwarzanych z polipropylenu.
UTYLIZACJA PŁYTEK Z ODCZYNNIKAMI
Przeterminowane płytki odczynników z większości prywatnych i publicznych laboratoriów w Wielkiej Brytanii można utylizować na dwa sposoby. Są albo pakowane w worki i wysyłane na składowiska, albo spalane. Obie metody są szkodliwe dla środowiska.
WYPOSAŻENIE
Po zakopaniu na wysypisku produkty z tworzyw sztucznych ulegają naturalnej biodegradacji od 20 do 30 lat. W tym czasie dodatki użyte do jego produkcji, zawierające toksyny takie jak ołów i kadm, mogą stopniowo przenikać przez grunt i przedostawać się do wód gruntowych. Może to mieć niezwykle szkodliwe konsekwencje dla kilku biosystemów. Priorytetem jest trzymanie płytek z odczynnikami poza ziemią.
SPOPIELANIE
W spalarniach spalane są odpady, które na masową skalę mogą wytworzyć użyteczną energię. W przypadku stosowania spalania jako metody niszczenia płytek z odczynnikami pojawiają się następujące problemy:
● Podczas spalania płytek z odczynnikami mogą wydzielać się dioksyny i chlorek winylu. Obydwa są powiązane ze szkodliwym wpływem na ludzi. Dioksyny są wysoce toksyczne i mogą powodować raka, problemy z reprodukcją i rozwojem, uszkodzenie układu odpornościowego i mogą zakłócać pracę hormonów [5]. Chlorek winylu zwiększa ryzyko rzadkiej postaci raka wątroby (angiosarcoma wątroby), a także raka mózgu i płuc, chłoniaka i białaczki.
● Niebezpieczny popiół może powodować zarówno skutki krótkotrwałe (takie jak nudności i wymioty), jak i skutki długoterminowe (takie jak uszkodzenie nerek i rak).
● Emisje gazów cieplarnianych ze spalarni i innych źródeł, takich jak pojazdy z silnikiem Diesla i benzyną, przyczyniają się do chorób układu oddechowego.
● Kraje zachodnie często wysyłają odpady do krajów rozwijających się w celu spalenia, co w niektórych przypadkach odbywa się w nielegalnych obiektach, gdzie powstające w nich toksyczne opary szybko stają się zagrożeniem dla zdrowia mieszkańców, powodując wszystko, od wysypek skórnych po raka.
● Zgodnie z polityką Departamentu Środowiska, utylizacja poprzez spalenie powinna być ostatecznością
SKALA PROBLEMU
Sama NHS produkuje 133 000 ton plastiku rocznie, z czego tylko 5% nadaje się do recyklingu. Część tych odpadów można przypisać płytce z odczynnikami. Jak NHS ogłosiła program „Na rzecz bardziej ekologicznej NHS” [2], zobowiązała się do wprowadzenia innowacyjnych technologii, które pomogą zmniejszyć swój ślad węglowy poprzez zmianę, tam gdzie to możliwe, ze sprzętu jednorazowego użytku na sprzęt wielokrotnego użytku. Recykling lub ponowne użycie polipropylenowych płytek z odczynnikami to dwie możliwości utylizacji płytek w sposób bardziej przyjazny dla środowiska.
PONOWNE WYKORZYSTANIE PŁYTEK Z ODCZYNNIKAMI
Płytki 96-dołkoweteoretycznie można je ponownie wykorzystać, ale istnieje wiele czynników, które sprawiają, że często jest to nieopłacalne. Są to:
● Mycie ich przed ponownym użyciem jest niezwykle czasochłonne
● Ich czyszczenie wiąże się z kosztami, zwłaszcza przy użyciu rozpuszczalników
● Jeśli użyto barwników, rozpuszczalniki organiczne wymagane do usunięcia barwników mogą rozpuścić płytkę
● Należy całkowicie usunąć wszystkie rozpuszczalniki i detergenty użyte w procesie czyszczenia
● Płytkę należy umyć natychmiast po użyciu
Aby płyta mogła zostać ponownie użyta, po procesie czyszczenia płyty muszą być nie do odróżnienia od oryginalnego produktu. Należy wziąć pod uwagę również inne komplikacje, na przykład jeśli płytki zostały poddane obróbce w celu zwiększenia wiązania białek, procedura płukania może również zmienić właściwości wiązania. Płyta nie będzie już taka sama jak oryginał.
Jeśli Twoje laboratorium chce ponownie użyćpłytki z odczynnikamiautomatyczne myjki do płyt, takie jak ta, mogą być realną opcją.
RECYKLING PŁYTEK Z ODCZYNNIKAMI
Recykling płyt składa się z pięciu etapów. Pierwsze trzy etapy są takie same, jak w przypadku recyklingu innych materiałów, ale dwa ostatnie mają kluczowe znaczenie.
● Kolekcja
● Sortowanie
● Czyszczenie
● Ponowne przetwarzanie przez topienie – zebrany polipropylen jest podawany do wytłaczarki i topiony w temperaturze 4640°F (2400°C) i granulowany
● Produkcja nowych produktów z PP pochodzącego z recyklingu
WYZWANIA I MOŻLIWOŚCI W ZWIĄZKU Z RECYKLINGEM PŁYTEK Z ODCZYNNIKAMI
Recykling płytek odczynnikowych pochłania znacznie mniej energii niż tworzenie nowych produktów z paliw kopalnych [4], co czyni go obiecującym wyborem. Istnieje jednak wiele przeszkód, które należy wziąć pod uwagę.
POLIPROPYLEN JEST ŹLE PODDAWANY RECYKLINGOWI
Chociaż polipropylen można poddać recyklingowi, do niedawna był to jeden z produktów poddawanych recyklingowi najmniej na świecie (w USA uważa się, że w celu odzysku poużytkowego poddawany jest recyklingowi w stopniu poniżej 1 procent). Istnieją ku temu dwa główne powody:
● Separacja – Istnieje 12 różnych rodzajów tworzyw sztucznych i bardzo trudno jest odróżnić różne typy, co utrudnia ich oddzielanie i recykling. Chociaż firmy Vestforbrænding, Dansk Affaldsminimering Aps i PLASTIX opracowały nową technologię kamer, która potrafi odróżnić tworzywa sztuczne, nie jest ona powszechnie stosowana, dlatego tworzywa sztuczne należy sortować ręcznie u źródła lub przy użyciu niedokładnej technologii bliskiej podczerwieni.
● Zmiany właściwości – Polimer traci swoją wytrzymałość i elastyczność w wyniku kolejnych etapów recyklingu. Wiązania między wodorem i węglem w związku stają się słabsze, co wpływa na jakość materiału.
Jest jednak pewien powód do optymizmu. Proctor & Gamble we współpracy z PureCycle Technologies buduje zakład recyklingu PP w hrabstwie Lawrence w stanie Ohio, w którym będzie wytwarzany polipropylen z recyklingu o jakości „pierwotnej”.
TWORZYWA LABORATORYJNE SĄ WYŁĄCZONE Z PROGRAMÓW RECYKLINGU
Mimo że płytki laboratoryjne są zwykle wykonane z materiału nadającego się do recyklingu, powszechnym błędnym przekonaniem jest, że wszystkie materiały laboratoryjne są zanieczyszczone. To założenie oznacza, że płytki z odczynnikami, podobnie jak wszystkie tworzywa sztuczne stosowane w służbie zdrowia i laboratoriach na całym świecie, zostały automatycznie wykluczone z programów recyklingu, nawet jeśli niektóre z nich nie są skażone. W walce z tym może pomóc edukacja w tej dziedzinie.
Oprócz tego nowatorskie rozwiązania prezentują firmy produkujące sprzęt laboratoryjny, a uniwersytety tworzą programy recyklingu.
Grupa Thermal Compaction opracowała rozwiązania umożliwiające szpitalom i niezależnym laboratoriom recykling tworzyw sztucznych na miejscu. Potrafią segregować tworzywa sztuczne u źródła i zamieniać polipropylen w brykiety, które można poddać recyklingowi.
Uniwersytety opracowały własne metody odkażania i negocjowały z zakładami recyklingu polipropylenu w sprawie zbierania odkażonego plastiku. Zużyty plastik jest następnie granulowany w maszynie i wykorzystywany do wielu innych produktów.
PODSUMOWANIE
Płytki z odczynnikamito laboratoryjne materiały eksploatacyjne, które w 2014 r. wygenerowały około 5,5 miliona ton laboratoryjnych odpadów z tworzyw sztucznych wygenerowanych przez około 20 500 instytucji badawczych na całym świecie. 133 000 ton tych odpadów rocznie pochodzi z NHS i tylko 5% z nich nadaje się do recyklingu.
Przeterminowane płytki odczynników, które w przeszłości były wykluczane z programów recyklingu, przyczyniają się do powstawania tych odpadów i szkód dla środowiska powodowanych przez jednorazowe tworzywa sztuczne.
Istnieją wyzwania, które należy pokonać w zakresie recyklingu płytek z odczynnikami i innego laboratoryjnego sprzętu z tworzyw sztucznych, których recykling może wymagać mniej energii w porównaniu do tworzenia nowych produktów.
Ponowne użycie lub recyklingPłytki 96-dołkoweto przyjazne dla środowiska sposoby postępowania ze zużytymi i przeterminowanymi płytami. Istnieją jednak trudności związane zarówno z recyklingiem polipropylenu, jak i przyjmowaniem zużytych tworzyw sztucznych z laboratoriów badawczych i NHS oraz ponownym wykorzystaniem talerzy.
Trwają wysiłki mające na celu poprawę mycia i recyklingu, a także recyklingu i przyjmowania odpadów laboratoryjnych. Opracowywane i wdrażane są nowe technologie w nadziei, że uda nam się utylizować płytki z odczynnikami w sposób bardziej przyjazny dla środowiska.
Istnieją pewne bariery, które w tej dziedzinie nadal wymagają pokonania, a także wymagają dalszych badań i edukacji prowadzonych przez laboratoria i gałęzie przemysłu działające w tej dziedzinie.
Czas publikacji: 23 listopada 2022 r