«С глаз долой!»: как российские ученые превратили одноразовые маски в экологичный стройматериал

Одноразовые маски обычно изготавливают из синтетики, их время использования ограничено – около 2-3 часов, а период разложения может составлять от 50 до 500 лет в зависимости от тканей и материалов в их составе. По подсчетам экспертов, ежедневно жители России выбрасывают около 10 миллионов одноразовых масок. В мире же ежемесячно избавляются от более 129 миллиардов средств индивидуальной защиты.

Тысячи лет назад борьба с мусором была сложной из-за недостаточного развития человечества, сегодня же – из-за его чрезмерного развития. Что делали наши предки с мусором и как разобраться с утилизацией масок сегодня? Давайте разбираться.

Закопать!

Вторичное использование отходов было распространено еще в древние времена. Уже тогда люди пытались освоить процесс безотходного потребления: пищевые остатки, например, отдавали скоту на корм или использовали в качестве удобрений, а испорченную или битую посуду использовали для строительства. Конечно, это не всегда было возможным, и люди чаще всего бросали мусор прямо на землю.

Жители Древней Греции скидывали мусор в специальные ямы, которые после засыпали землей. Большая часть людей не соблюдала правила и выбрасывала отходы куда попало. В Средние века из-за массового строительства и развития городов жители понимали, что необходимо было создавать отдельные места для утилизации отходов. Идея была хорошей, но реализация подкачала: неприятный запах, толпы крыс и жуткие последствия для здоровья мешали жителям, поэтому мусор вновь стали закапывать под землю.

Слить!

Проблемы загрязнения окружающей среды и утилизации продолжались. Часть мусора иногда выбрасывали в водоемы. Московские «Чистые пруды» стали чистыми только тогда, когда их же, только еще под названием «Поганые пруды», наконец очистили от отходов из лавок мясников поблизости.

С еще большим развитием городов этот вопрос становился все острее и острее, так как загрязнения водоемов приводили не только к неприятным запахам и дискомфорту, но и к эпидемиям холеры и чумы. Уже в 1898 году в Москве заработала первая канализация в России, и процесс выброса отходов был немного модернизирован: теперь мусор перемещали по канализационной системе, что не мешало нормальной жизни людей.

Сжечь!

Во второй половине XIX века Англия была наиболее близка к грамотной утилизации отходов – мусор уничтожали с помощью мусоросжигательных печей. Прогресс дошел и до других городов Европы: в Вене, к примеру, с людей брали плату за сжигание их мусора. Счастье длилось недолго, и даже этот метод работал не так успешно, как хотелось бы: печи сильно загрязняли воздух, в городах невозможно было дышать. Некоторые города и страны вновь возвращались к закапыванию.

Там же, в Англии (конкретно в Ноттингеме) впервые приблизились и к процессу переработки отходов в энергию – мусор пытались использовать в качестве розжига установки.

Интересный факт был замечен американцами: продукты гниения отходов на тех же свалках и внутри канализаций образуют газ метан, который можно использовать как топливо. Таким образом свалки стали перестраивать в заводы и перерабатывать отходы в топливо.

Неперерабатываемые отходы

Начало XX века ознаменовалось появлением «нового мусора». Индустриализация спровоцировала появление огромного количества промышленных и других химических отходов из пластика и синтетики, которые не поддавались стандартным и уже изученным способам утилизации.

Ежедневно человек производит около полутора килограммов отходов, а большая часть мусора состоит из разбитых ртутных градусников, батареек, пластика и стеклянных бутылок, которые оказываются на специальных свалках. Там опасные вещества разложения попадают в почву и подземные воды, нанося непоправимый вред экологии.

Разработка эффективных и экологичных способов утилизации мусора типа пластика, ртутных градусников и прочих – одна из главных задач современного мира. Положительные перспективы уже намечены: мы ежедневно сталкиваемся с урнами для сортировки мусора, которые способствуют экологичной утилизации отходов. Стекло, бумагу, пластик и металл используют повторно.

Бомба замедленного действия

Маски – одна из главных головных болей экологов за последние два года. Судя по подсчетам экспертов, в 2020 году мировые океаны были загрязнены около 1,56 миллиардами использованных средств индивидуальной защиты. Эта цифра превышает популяцию медуз во всем мире.

К наличию пластика, к сожалению, водолазы, изучающие дно водоемов по всему миру, привыкли. В мае 2020 года они заметили странные предметы на дне – ими оказались одноразовые использованные медицинские маски. Люди стали выбрасывать этот мусор где попало, что привело к их неизбежному попаданию в водоемы за счет дождей и ветров. Согласно комментариям организации по защите океанов OceanAsia, сегодня даже на самых отдаленных и уединенных пляжах волонтеры собирают по 70-150 масок в час.

Первым случаем смерти от «мусора пандемии» стала смерть пингвина из Бразилии осенью 2020 года. Бедолага проглотил маску и, к сожалению, задохнулся. Другая опасность, которая ожидала животных – резинки от масок. Птицы часто запутывались в них и умирали. С появлением угрозы жизни обитателей океанов и прибрежных линий власти различных стран начали вводить крупные штрафы (от 135 до 750 евро) за выброс мусора и устанавливать специальные контейнеры для одноразовых масок.

Это, конечно, не делает проблему утилизации масок проще – штрафы и урны это лишь элемент цепочки. Сегодня людям рекомендуется выбрасывать одноразовые маски вместе с бытовыми отходами.

Роспотребнадзор определил безопасный способ избавления от использованных масок: их нужно снять за лямки, не прикасаясь к материалу, и положить в полиэтиленовый пакет. Далее – завязать пакет и утилизировать вместе с обычным мусором. Этот процесс необходим по причине того, что вирус может «жить» на маске в течение нескольких суток.

Маски относят к отходам класса «Б», которые нужно утилизировать определенным способом: либо сжиганием в специальной печи, либо обеззараживанию и захоронению в земле. Экологи и ученые всерьез задумались о том, как сделать процесс избавления от медицинских масок после их использования более экологичным. И российские ученые нашли выход!

Лучшее предложение

Научные сотрудники Новосибирского института теплофизики предложили экологичный способ утилизации одноразовых масок – с помощью электроплазменных печей. Маски будут перерабатываться в сырье и энергию для строительной отрасли при помощи плазменной газификации.

Плазменная газификация работает следующим образом: на отходы воздействует экстремально высокая температура не ниже 1200°С без кислорода и с оптимальным давлением. Дополнительно отходы обрабатываются потоком низкотемпературной плазмы, которая отвечает за очистку газов и жидкостей.

Температура в 1200°С исключает появление синтез-газов жидкого помета и смолы, выделившихся из отходов, а также предотвращает синтез и выделение токсичных или сложно разлагаемых материалов.

В печь помещают использованные маски, затем их подвергают плазменной газификации, которая описана выше. В итоге мы получаем синтетический газ, состоящий из водорода и углерода, который не содержит вредных примесей, и стекловолокнистый шлак, который часто используют в качестве строительного материала.

Шлак – это побочный отход от переработки металла, который можно вторично использовать для строительства домов, дорог, фасадов зданий. Его используют для изготовления стройматериалов, например, кирпичей, в качестве примеси к цементу. Из выделившегося газа легко получить метан, а потом и топливо, которое можно использовать, например, для работы печей, автомобильных генераторов, водонагревающих бойлерах и в прочих генераторах в качестве источника тепла.

За час такая плазменная печь может перерабатывать около 20 кг мусора или 6 тысяч масок. Физики из Новосибирского университета собираются увеличить мощность аппарата в 25 раз и сделать так, чтобы он мог обеспечивать энергией самого себя за счет той же самой энергии от переработки масок.

Сотрудница Института теплофизики Людмила Перепечко рассказывает: “В институте уже есть действующий экспериментальный образец установки, который генерирует низкотемпературную плазму. По своей сути, плазма – четвертое агрегатное состояние вещества, когда все сложные соединения разлагаются на простейшие элементы – ионы», цитирует специалиста «Российская газета». Такая плазма может легко воздействовать на отходы и превращать органику в простые компоненты, которые при окислении дают альтернативную энергию. Это значит, что не только маски, но и отходы нефтепроизводства, сырья или простая биомасса может быть источником экологически чистой электроэнергии.

Людмила Перепечко также делится, что электроплазменной печью можно оборудовать как крупные заводы и компании, так и медицинские учреждения. Преимуществ у такого способа много: отходы не нужно будет сортировать, так как воздействие высокой температурой переработает металлы, стекло и органика; выделенный газ будет топливом; на выходе не образуются токсичные отходы.

Технология носит экспериментальный характер, но уже доказала свою эффективность. Точного времени введения в общий оборот нет, однако ученые надеются, что в ближайшее время технологию можно будет применять повсеместно и с большой эффективностью и экологичностью.