ПРИЛОЖЕНИЯ 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 реагентной пластины не следует недооценивать, поскольку недавние научные приложения, включающие высокопроизводительный скрининг, кажутся невозможными.
Эти пластины, используемые в самых разных областях здравоохранения, науки, фармацевтики и судебной экспертизы, изготавливаются из одноразового пластика. Это означает, что после использования их упаковывают и отправляют на свалки или сжигают, часто без рекуперации энергии. При отправке в отходы эти пластины составляют часть из примерно 5,5 миллионов тонн лабораторных пластиковых отходов, которые производятся каждый год. Поскольку загрязнение пластиком становится глобальной проблемой, вызывающей все большую озабоченность, возникает вопрос: можно ли утилизировать просроченные пластины реагентов более экологически безопасным способом?
Мы обсуждаем, можно ли повторно использовать и перерабатывать реагентные пластины, а также изучаем некоторые связанные с этим проблемы.
ИЗ ЧЕГО ИЗГОТОВЛЕНЫ ПЛАСТИНЫ С РЕАГЕНТАМИ?
Реагентные пластины изготавливаются из перерабатываемого термопластика полипропилена. Полипропилен хорошо подходит в качестве лабораторного пластика благодаря своим характеристикам — это доступный, легкий, прочный материал с универсальным диапазоном температур. Он также стерилен, прочен и легко формуется, и в теории его легко утилизировать. Их также можно изготавливать из полистирола и других материалов.
Однако полипропилен и другие пластмассы, включая полистирол, которые были созданы как способ сохранения природного мира от истощения и чрезмерной эксплуатации, теперь вызывают большую озабоченность у окружающей среды. В этой статье основное внимание уделяется пластинам, изготовленным из полипропилена.
УТИЛИЗАЦИЯ ПЛАСТИН С РЕАГЕНТАМИ
Просроченные пластины с реагентами из большинства частных и государственных лабораторий Великобритании утилизируются одним из двух способов. Их либо «пакуют» и отправляют на свалки, либо сжигают. Оба эти метода наносят вред окружающей среде.
СВАЛКА
После захоронения на свалке пластиковым изделиям требуется от 20 до 30 лет для естественного биоразложения. За это время добавки, используемые при их производстве, содержащие токсины, такие как свинец и кадмий, могут постепенно просачиваться сквозь землю и распространяться в грунтовые воды. Это может иметь крайне пагубные последствия для нескольких биосистем. Хранение реагентных пластин вне земли является приоритетом.
СЖИГАНИЕ
Мусоросжигательные установки сжигают отходы, что при массовом использовании может производить полезную энергию. Когда сжигание используется как метод уничтожения реагентных пластин, возникают следующие проблемы:
● При сжигании реагентных пластин они могут выделять диоксины и винилхлорид. Оба связаны с вредным воздействием на человека. Диоксины очень токсичны и могут вызывать рак, проблемы с репродуктивной системой и развитием, повреждение иммунной системы и могут влиять на гормоны [5]. Винилхлорид увеличивает риск редкой формы рака печени (печеночной ангиосаркомы), а также рака мозга и легких, лимфомы и лейкемии.
● Опасный пепел может вызывать как краткосрочные эффекты (например, тошноту и рвоту), так и долгосрочные последствия (например, повреждение почек и рак).
● Выбросы парниковых газов от мусоросжигательных заводов и других источников, таких как дизельные и бензиновые транспортные средства, способствуют возникновению респираторных заболеваний.
● Западные страны часто отправляют отходы в развивающиеся страны для сжигания, что в некоторых случаях происходит на нелегальных объектах, где их токсичные пары быстро становятся опасными для здоровья жителей, приводя к различным заболеваниям: от кожной сыпи до рака.
● Согласно политике Департамента охраны окружающей среды, утилизация путем сжигания должна быть крайней мерой.
МАСШТАБ ПРОБЛЕМЫ
Только NHS ежегодно производит 133 000 тонн пластика, и только 5% из них подлежат переработке. Часть этих отходов можно отнести к пластине реагента. Поскольку NHS объявила о своей инициативе For a Greener NHS [2], она стремится внедрять инновационные технологии, чтобы помочь снизить свой углеродный след, переходя с одноразового на многоразовое оборудование, где это возможно. Переработка или повторное использование полипропиленовых пластин реагента являются вариантами утилизации пластин более экологически безопасным способом.
ПОВТОРНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЛАСТИН С РЕАГЕНТАМИ
96-луночные планшетытеоретически может быть использован повторно, но есть ряд факторов, которые часто делают это нецелесообразным. Это:
● Их стирка перед повторным использованием занимает очень много времени.
● Их очистка сопряжена с расходами, 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.
● Тарелку необходимо мыть сразу после использования.
Чтобы сделать пластину пригодной для повторного использования, пластины должны быть неотличимы от исходного продукта после процесса очистки. Также следует учитывать и другие осложнения, например, если пластины были обработаны для улучшения связывания белков, процедура промывки также может изменить связывающие свойства. Пластина больше не будет такой же, как оригинал.
Если ваша лаборатория желает повторно использоватьпластины реагентов, автоматизированные моечные машины, подобные этой, могут оказаться приемлемым вариантом.
ПЛАСТИНЫ ДЛЯ РЕЦИРКУЛЯЦИИ РЕАГЕНТОВ
Переработка пластин осуществляется в пять этапов. Первые три этапа такие же, как и при переработке других материалов, но последние два имеют решающее значение.
● Коллекция
● Сортировка
● Уборка
● Переработка путем плавления – собранный полипропилен подается в экструдер, плавится при температуре 4640 °F (2400 °C) и гранулируется.
● Производство новых продуктов из переработанного полипропилена
ПРОБЛЕМЫ И ВОЗМОЖНОСТИ В ПЕРЕРАБОТКЕ РЕАГЕНТНЫХ ПЛАСТИН
Переработка реагентных пластин требует гораздо меньше энергии, чем создание новых продуктов из ископаемого топлива [4], что делает ее многообещающим выбором. Однако существует ряд препятствий, которые необходимо учитывать.
ПОЛИПРОПИЛЕН ПЛОХО ПЕРЕРАБАТЫВАЕТСЯ
Хотя полипропилен можно перерабатывать, до недавнего времени он был одним из наименее перерабатываемых продуктов в мире (в США считается, что он перерабатывается на уровне ниже 1 процента для утилизации после потребления). Для этого есть две основные причины:
● Разделение – Существует 12 различных типов пластика, и очень сложно отличить один тип от другого, что затрудняет их разделение и переработку. Хотя Vestforbrænding, Dansk Affaldsminimering Aps и PLASTIX разработали новую технологию камер, которая может различать виды пластика, она не используется повсеместно, поэтому пластик приходится сортировать вручную на месте или с помощью неточной технологии ближнего инфракрасного диапазона.
● Изменения свойств – Полимер теряет свою прочность и гибкость в результате последовательных эпизодов переработки. Связи между водородом и углеродом в соединении становятся слабее, что влияет на качество материала.
Однако есть и 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 качеством «как у чистого».
ЛАБОРАТОРНЫЙ ПЛАСТИК ИСКЛЮЧЕН 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 реагентные пластины, как и весь пластик 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 быть полезным для борьбы с этим.
Кроме того, компании, производящие лабораторное оборудование, представляют новые решения, а университеты разрабатывают программы по переработке.
Thermal Compaction Group 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 отправлять на переработку.
Университеты разработали внутренние методы дезактивации и договорились с заводами по переработке полипропилена о сборе дезактивированного пластика. Использованный пластик затем гранулируется в машине и используется для множества других продуктов.
В ИТОГЕ
Реагентные пластиныявляются повседневным расходным материалом для лабораторий, внося свой вклад в примерно 5,5 млн тонн лабораторных пластиковых отходов, произведенных примерно 20 500 научно-исследовательских институтов по всему миру в 2014 году; 133 000 тонн этих ежегодных отходов поступает из Национальной службы здравоохранения, и только 5% из них подлежат вторичной переработке.
Просроченные реагентные пластины, которые исторически исключались из схем переработки, способствуют образованию этих отходов и наносят вред окружающей среде, наносимый одноразовым пластиком.
Существуют проблемы, которые необходимо преодолеть при переработке реагентных пластин и другой лабораторной пластиковой посуды, поскольку на переработку может потребоваться меньше энергии по сравнению с созданием новых продуктов.
Повторное использование или переработка96-луночные планшетыявляются экологически чистыми способами обращения с использованными и просроченными пластинами. Однако существуют трудности, связанные как с переработкой полипропилена, так и с приемом использованного пластика из исследовательских и лабораторий NHS, а также с повторным использованием пластин.
Продолжаются усилия по улучшению промывки и переработки, а также переработки и приема лабораторных отходов. Разрабатываются и внедряются новые технологии в надежде, что мы сможем утилизировать реагентные пластины более экологически безопасным способом.
В этой области все еще существуют некоторые барьеры, которые необходимо преодолеть, а также провести дополнительные исследования и обучение в лабораториях и на промышленных предприятиях, работающих в этой области.
Время публикации: 23 ноября 2022 г.