医疗卫生领域堆积如山的塑料垃圾如何回收利用
一次性医疗用品（从手套、血袋到手术设备）已成为全球日益严重的环境问题。近年来，一次性医疗用品的使用量急剧增加，目前还没有回收此类塑料医疗废物的方法。瑞典查尔姆斯理工大学的研究人员现已展示如何以安全有效的方式回收医疗保健混合废物，他们采用一种技术将材料加热并转化为化学构件，然后可用于生产新塑料。
他们的研究成果发表在《资源、保护和回收》杂志上。
如今，一次性医疗用品会产生大量废物。在最好的情况下，这些废物会被焚烧，但在许多国家，它们最终会被填埋，也可能被排放到环境中。新冠疫情导致一次性用品使用量急剧增加。据估计，2022 年，全球每天使用的口罩重量约为 2,641 公吨。
在循环经济政策中，医疗废物往往被忽视。一次性医疗用品通常由几种塑料制成，无法通过当今的技术回收利用。此外，这些物品在使用后必须被视为受到污染，因此必须对其进行处理，以避免传播潜在感染的风险。
在生产一次性医疗保健用品时，也不可能使用再生塑料，因为医疗用途材料的纯度和质量要求非常高。
这些问题都可以通过查尔姆斯大学研究人员开发的新方法解决。该技术被称为“热化学回收”，基于一种称为“蒸汽裂解”的工艺。它通过在高达 800°C 的温度下将废物与沙子混合来分解废物。然后塑料分子被分解并转化为气体，其中包含新塑料的构建块。
查尔姆斯大学能源技术部副教授马丁·西曼 (Martin Seemann) 表示：“这就像一把热能大锤，可以粉碎分子，同时摧毁细菌和其他微生物。剩下的是不同类型的碳和碳氢化合物。然后可以将它们分离出来，用于石化工业，以取代目前生产中使用的化石材料。”
节省贵重化学品的潜力巨大
为了在现实生活中测试该技术，研究人员在查尔默斯中央电力中心的测试设施中同时开展了两个不同的项目。在第一个项目中，口罩和塑料手套等几种不同类型的产品经历了这一过程。在第二个项目中，创建了一种混合物，代表了该地区医院的医院废物的平均成分。该混合物含有大约 10 种不同的塑料材料以及纤维素。
这两个项目的结果一直都很积极，这表明该技术具有巨大的潜力。其中一个项目由西班牙塞维利亚大学的 Judith González-Arias 领导。
“这项技术之所以如此令人兴奋，是因为它能够应对我们与医疗一次性用品相关的环境挑战。热化学回收不仅解决了目前医疗废物无法回收的问题，而且还促进了有价值的碳原子的回收。
“这完全符合循环经济的原则，并为紧迫的医疗废物管理问题提供了可持续的解决方案，”朱迪思·冈萨雷斯·阿里亚斯说。
严格要求产品的唯一选择
如今，许多医疗材料制造商都对创建循环模式非常感兴趣，即产品可以在闭环中回收并重复使用。但医疗无菌物品所用材料对纯度和质量有严格的要求，塑料的分类和机械回收基本上无法满足这些要求。然而，热化学回收却可以实现这一点。
“这确实是让这类废物真正实现循环利用的唯一选择，”西曼说。“这个过程非常巧妙，一旦材料被分解到分子水平，化学工业就可以将其重新转化为原始材料。”
“对纯度和质量的严格要求实际上也适用于食品包装。这就是为什么如今从包装中收集的绝大多数塑料都被焚烧，或被回收成允许使用质量较低的物品。
这两个项目以查尔姆斯大学之前的研究为基础，该研究展示了如何将混合塑料废物转化为最高质量的新塑料产品的原材料。
该技术效果很好，但其他因素也起作用
为了扩大该方法的规模，需要在医疗保健和回收部门之间建立新的材料流和有效的商业模式。为了使热化学回收在社会上得到广泛实施，可能还需要修改不同级别的法律法规。
“某些政治决策将提高塑料废物作为工业原材料的价值，并增加围绕这种回收方式创建有效循环商业模式的机会。例如，在焚烧塑料时要求捕获二氧化碳，将激励人们投资更节能的替代技术，比如我们的技术，”Seemann 说。
许多国家都具备通过蒸汽裂解回收医疗废物和其他混合塑料废物的技术先决条件。然而，法规和结构条件各不相同，这决定了废物管理、化学工业和产品制造领域的参与者需要如何合作，在世界各地打造有效的价值链。
瑞典的情况
在瑞典，工业界对回收利用非常感兴趣，但医疗保健领域的一次性用品本身产生的垃圾量不足以支撑循环商业模式。2019 年，该国约有 4,000 吨此类塑料投放市场。
González-Arias 表示：“要建造一个能够实现盈利的热化学回收的工厂，你必须确保在启动前每年有大约 100,000 公吨的物料流。”瑞典的废物总量如此之多，但这不仅仅是将它们从一种回收方式转移到另一种回收方式的问题。
她说，因此，商业热化学回收需要多个不同参与者之间的新合作，医疗废物可以成为材料流的一部分。如果在现有的化学集群（如斯泰农松德的集群）中建造工厂，该过程将得到优化。因此，查尔姆斯大学的研究人员在开发该技术的过程中与 Borealis 公司进行了合作。
瑞典对塑料的回收配额目前尚未达到，大部分塑料被焚烧处理。
“有了新的政治框架，热化学回收将变得更有利，为我们富含塑料的垃圾创造回收解决方案，”西曼说。“这项技术比其他一些回收塑料成分的方法更节能，比如在焚烧过程中捕获二氧化碳，将二氧化碳用作新材料的组成部分。”
更多信息： Judith González-Arias 等人，《蒸汽气化是将一次性医疗用品高产地转化为塑料工业化学构件的可行解决方案》，《资源、保护和回收》（2023 年）。DOI ：10.1016/j.resconrec.2023.107342
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