ПРИМЕНЕНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
С момента изобретения реагентной пластины в 1951 году она стала незаменимой во многих приложениях; включая клиническую диагностику, молекулярную биологию и клеточную биологию, а также анализ пищевых продуктов и фармацевтику. Важность планшета с реагентами не следует недооценивать, поскольку недавние научные применения, связанные с высокопроизводительным скринингом, кажутся невозможными.
Эти пластины, используемые в самых разных областях здравоохранения, науки, фармацевтики и судебной медицины, изготовлены из одноразового пластика. Это означает, что после использования их упаковывают в пакеты и отправляют на свалку или утилизируют путем сжигания – часто без рекуперации энергии. Эти тарелки, отправленные на свалку, составляют около 5,5 миллионов тонн лабораторных пластиковых отходов, которые образуются каждый год. Поскольку пластиковое загрязнение становится глобальной проблемой, вызывающей все большую обеспокоенность, возникает вопрос: можно ли утилизировать пластины с просроченными реагентами более экологически безопасным способом?
Мы обсуждаем, можем ли мы повторно использовать и перерабатывать пластины с реагентами, а также исследуем некоторые связанные с этим проблемы.
ИЗ ЧЕГО СДЕЛАЮТСЯ РЕАГЕНТНЫЕ ПЛАСТИНКИ?
Реагентные пластины изготовлены из перерабатываемого термопластика полипропилена. Полипропилен хорошо подходит в качестве лабораторного пластика благодаря своим характеристикам – доступный, легкий, прочный материал с универсальным температурным диапазоном. Он также стерилен, прочен, легко формуется и теоретически легко утилизируется. Их также можно сделать из полистирола и других материалов.
Однако полипропилен и другие пластмассы, в том числе полистирол, которые были созданы как способ сохранить природный мир от истощения и чрезмерной эксплуатации, в настоящее время вызывают серьезную озабоченность по поводу окружающей среды. В данной статье речь пойдет о плитах, изготовленных из полипропилена.
УТИЛИЗАЦИЯ РЕАГЕНТНЫХ ПЛАСТИН
Планшеты с просроченными реагентами из большинства частных и государственных лабораторий Великобритании утилизируются одним из двух способов. Их либо «упаковывают» в пакеты и отправляют на свалку, либо сжигают. Оба эти метода вредны для окружающей среды.
СВАЛКА
После захоронения на свалке пластиковым изделиям требуется от 20 до 30 лет для естественного биоразложения. За это время используемые при его производстве добавки, содержащие такие токсины, как свинец и кадмий, могут постепенно просачиваться сквозь землю и распространяться в грунтовые воды. Это может иметь чрезвычайно вредные последствия для некоторых биосистем. Удержание тарелок с реагентами вне земли является приоритетом.
СЖИГАНИЕ
Мусоросжигательные печи сжигают отходы, что в больших масштабах может производить полезную энергию. При использовании сжигания в качестве метода уничтожения реагентных пластин возникают следующие проблемы:
● При сжигании пластин с реагентами могут выделяться диоксины и винилхлорид. Оба связаны с вредным воздействием на человека. Диоксины высокотоксичны и могут вызывать рак, проблемы репродуктивной системы и развития, повреждать иммунную систему и влиять на гормональный фон [5]. Винилхлорид увеличивает риск редкой формы рака печени (ангиосаркомы печени), а также рака мозга и легких, лимфомы и лейкемии.
● Опасный пепел может вызывать как краткосрочные последствия (например, тошнота и рвота), так и долгосрочные последствия (например, повреждение почек и рак).
● Выбросы парниковых газов от мусоросжигательных заводов и других источников, таких как дизельные и бензиновые автомобили, способствуют развитию респираторных заболеваний.
● Западные страны часто отправляют отходы в развивающиеся страны для сжигания, которое в некоторых случаях происходит на незаконных объектах, где их токсичные пары быстро становятся опасными для здоровья жителей, приводя ко всему: от кожной сыпи до рака.
● Согласно политике Министерства окружающей среды, утилизация путем сжигания должна быть крайней мерой.
МАСШТАБ ПРОБЛЕМЫ
Только Национальная служба здравоохранения ежегодно производит 133 000 тонн пластика, из которых только 5% подлежат вторичной переработке. Часть этих отходов можно отнести к пластине с реагентами. Как объявила Национальная служба здравоохранения (NHS) под лозунгом «За экологичность» [2], она стремится внедрять инновационные технологии, которые помогут снизить выбросы углекислого газа путем перехода от одноразового оборудования к многоразовому, где это возможно. Переработка или повторное использование полипропиленовых пластин для реагентов — оба варианта утилизации пластин более экологически чистым способом.
ПОВТОРНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕАГЕНТНЫХ ПЛАСТИН
96-луночные планшетыТеоретически его можно использовать повторно, но существует ряд факторов, которые означают, что это зачастую нежизнеспособно. Это:
● Мытье их для повторного использования занимает очень много времени.
● Их очистка связана с затратами, особенно с использованием растворителей.
● Если использовались красители, органические растворители, необходимые для удаления красителей, могут растворить пластину.
● Все растворители и моющие средства, используемые в процессе очистки, должны быть полностью удалены.
● Пластину необходимо мыть сразу после использования.
Чтобы пластину можно было использовать повторно, она должна быть неотличима от оригинального продукта после процесса очистки. Следует учитывать и другие осложнения: например, если пластины были обработаны для усиления связывания с белками, процедура промывания также может изменить свойства связывания. Пластина уже не будет такой же, как оригинал.
Если ваша лаборатория желает повторно использоватьпластины с реагентамиАвтоматические моечные машины, такие как эта, могут быть жизнеспособным вариантом.
ПЕРЕРАБОТКА РЕАГЕНТНЫХ ПЛАСТИН
Переработка пластин состоит из пяти этапов. Первые три этапа аналогичны переработке других материалов, но последние два имеют решающее значение.
● Коллекция
● Сортировка
● Очистка
● Переработка плавлением – собранный полипропилен подается в экструдер, плавится при температуре 4640 °F (2400 °C) и гранулируется.
● Производство новой продукции из переработанного ПП.
ПРОБЛЕМЫ И ВОЗМОЖНОСТИ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ РЕАГЕНТНЫХ ПЛАСТИН
Утилизация реагентных пластин требует гораздо меньше энергии, чем создание новых продуктов из ископаемого топлива [4], что делает его перспективным выбором. Однако существует ряд препятствий, которые необходимо учитывать.
ПОЛИПРОПИЛЕН ПЛОХО ПЕРЕРАБОТАЕТСЯ
Хотя полипропилен поддается вторичной переработке, до недавнего времени он был одним из наименее перерабатываемых продуктов в мире (в США считается, что уровень его переработки составляет менее 1 процента для вторичной переработки после потребления). Для этого есть две основные причины:
● Разделение. Существует 12 различных типов пластика, и очень сложно отличить разные типы, что затрудняет их разделение и переработку. Хотя компании Vestforbrænding, Dansk Affaldsminimering Aps и PLASTIX разработали новую технологию камеры, которая может определить разницу между пластиками, она широко не используется, поэтому пластик необходимо сортировать вручную у источника или с помощью неточной технологии ближнего инфракрасного диапазона.
● Изменения свойств – Полимер теряет свою прочность и гибкость в результате последовательных циклов переработки. Связи между водородом и углеродом в соединении становятся слабее, что влияет на качество материала.
Однако есть некоторый повод для оптимизма. Proctor & Gamble в партнерстве с PureCycle Technologies строит завод по переработке полипропилена в округе Лоуренс, штат Огайо, который будет производить переработанный полипропилен с «девственным» качеством.
ЛАБОРАТОРНЫЕ ПЛАСТМАССЫ ИСКЛЮЧЕНЫ ИЗ СХЕМ ПЕРЕРАБОТКИ
Несмотря на то, что лабораторные пластины обычно изготавливаются из перерабатываемого материала, распространено заблуждение, что все лабораторные материалы загрязнены. Это предположение означает, что пластины для реагентов, как и все пластмассы в здравоохранении и лабораториях по всему миру, автоматически исключаются из схем переработки, даже если некоторые из них не загрязнены. Некоторое образование в этой области может помочь в борьбе с этим.
Кроме того, новые решения представляют компании, производящие лабораторное оборудование, а университеты внедряют программы переработки.
Группа термического уплотнения разработала решения, позволяющие больницам и независимым лабораториям перерабатывать пластик на месте. Они могут сортировать пластик у источника и превращать полипропилен в твердые брикеты, которые можно отправить на переработку.
Университеты разработали собственные методы обеззараживания и договорились с заводами по переработке полипропилена о сборе обеззараженного пластика. Использованный пластик затем гранулируется в машине и используется для производства множества других продуктов.
В ИТОГЕ
Реагентные пластиныявляются повседневными расходными материалами для лабораторий, в результате чего в 2014 году около 20 500 исследовательских учреждений по всему миру образовали около 5,5 миллионов тонн лабораторных пластиковых отходов. 133 000 тонн этих ежегодных отходов поступает от Национальной службы здравоохранения, и только 5% из них подлежат вторичной переработке.
Просроченные пластины с реагентами, которые исторически исключались из схем переработки, способствуют увеличению количества отходов и экологическому ущербу, наносимому одноразовыми пластиковыми изделиями.
Существуют проблемы, которые необходимо преодолеть при переработке пластин для реагентов и другой лабораторной пластиковой посуды, на переработку которой может потребоваться меньше энергии по сравнению с созданием новых продуктов.
Повторное использование или переработка96-луночные планшетыоба являются экологически чистыми способами борьбы с использованными и просроченными пластинами. Однако существуют трудности, связанные как с переработкой полипропилена, так и с приемкой использованного пластика от исследовательских лабораторий и лабораторий Национальной службы здравоохранения, а также с повторным использованием пластин.
Продолжаются усилия по улучшению мытья и переработки, а также переработки и приема лабораторных отходов. Новые технологии разрабатываются и внедряются в надежде, что мы сможем утилизировать пластины с реагентами более экологически чистым способом.
В этой области все еще существуют некоторые препятствия, которые необходимо преодолеть, а также провести дальнейшие исследования и обучение со стороны лабораторий и предприятий, работающих в этой области.
Время публикации: 23 ноября 2022 г.