Chủ Nhật ngày 14/8/2022 Nhiệt liệt chào mừng Ngày Khoa học và Công nghệ Việt Nam 18-5: "Khoa học, công nghệ và đổi mới sáng tạo – Đẩy nhanh quá trình phục hồi, phát triển kinh tế - xã hội" Cấu trúc Cổng Đăng nhập
Tin tức - Sự kiện: Tin tổng hợp
Cập nhật: Thứ Hai, ngày 27/6/2022

Công nghệ bức xạ trong kiểm soát ô nhiễm chất thải nhựa
Ô nhiễm chất thải nhựa hiện đang trở thành thách thức lớn đối với môi trường, đe dọa trực tiếp đến sự phát triển bền vững và sinh kế của người dân trên toàn thế giới. Chính vì vậy, nhu cầu về công nghệ tái chế sạch thay thế cho các quy trình tái chế cơ học và hóa học thông thường đối với chất thải nhựa ngày càng trở nên cấp thiết. Để đáp ứng nhu cầu này, công nghệ bức xạ và hạt nhân nổi bật lên như một điểm sáng và được đánh giá là giải pháp nhiều triển vọng.
Chu trình sản phẩm nhựa và nơi công nghệ bức xạ có thể cải thiện hiệu quả thu hồi

Ô nhiễm thải nhựa

Nhựa là vật liệu không thể thiếu của cuộc sống hiện đại, trên thực tế cũng là vật liệu được sử dụng nhiều nhất trên thế giới. Với tính chất bền, chi phí sản xuất thấp, trong 150 năm kể từ khi polyme tổng hợp ra đời và 70 năm kể từ khi đưa vào sản xuất quy mô lớn, nhựa đã làm thay đổi thế giới. Tuy nhiên, chính sự phổ biến của nhựa đã tạo ra thách thức toàn cầu về vấn đề xử lý sau sử dụng. Dữ liệu khoa học cho thấy, nhựa đang gây hại cho các hệ sinh thái và tài nguyên thiên nhiên, với những tác động nghiêm trọng đối với đa dạng sinh học, an toàn thực phẩm và sức khỏe con người. Chất thải nhựa chiếm tỷ lệ ngày càng tăng trong chất thải đô thị và công nghiệp do khả năng quản lý còn hạn chế và sự tích tụ trong các bãi chôn lấp. Số liệu phân tích ở quy mô toàn cầu đầu tiên được công bố (năm 2017) về việc sản xuất, sử dụng và xử lý các loại nhựa ước tính rằng, hơn 70% các loại nhựa từng được sản xuất hiện nay đều là chất thải (6,3/8,3 tỷ tấn) và chỉ có 9% đã từng được tái chế. Hiện nay, trên thế giới, mỗi phút có một triệu chai nước uống bằng nhựa được mua và 5 nghìn tỷ túi nhựa sử dụng một lần bị vứt bỏ. Bên cạnh đó, các loại lốp xe cũng góp phần lớn trong việc tạo ra chất thải nhựa. Trong khi đó, các dự báo chỉ ra rằng vào năm 2025, số lượng nhựa không thể xử lý và bị thải vào đại dương có thể đạt mức 1 tấn nhựa/3 tấn cá và vào năm 2050, nhựa trong đại dương có thể có khối lượng lớn hơn cá.

Công nghệ bức xạ xử lý chất thải nhựa: phương pháp mới nhiều tiềm năng

Ở Việt Nam, nhựa là nguyên liệu được sử dụng phổ biến trong nhiều ngành công nghiệp từ sản xuất bao bì, hàng tiêu dùng, điện tử, ô tô, hàng không, dệt may… đến các sản phẩm phục vụ nông nghiệp. Theo nghiên cứu của Bộ Tài nguyên và Môi trường, ước tính mỗi năm có khoảng 30 tỷ túi nilon được thải bỏ ở Việt Nam, trong đó chỉ có 17% được tái chế và tái sử dụng, phần còn lại được thải bỏ ngay sau khi sử dụng. Trước thực trạng trên, trong vài năm trở lại đây, Chính phủ Việt Nam đã đưa ra và cam kết thực hiện hàng loạt chính sách giảm thiểu chất thải nhựa. Bên cạnh việc xây dựng các Chương hành động quốc gia và tham gia các chương trình quốc tế về việc hạn chế sử dụng các sản phẩm từ nhựa, Việt Nam đã và đang đẩy mạnh phát triển ngành công nghiệp tái chế nhựa. Tuy nhiên, việc tái chế nhựa hiện chủ yếu do các doanh nghiệp nhỏ thực hiện, với quy mô chưa lớn và sử dụng các phương pháp tái chế truyền thống (cơ học, hóa học và nhiệt). Các phương pháp này có những hạn chế về hiệu suất và sản phẩm sau tái chế, thậm chí có thể để lại dư lượng các chất phụ gia, gây ảnh hưởng đến môi trường cũng như phát sinh các chi phí xử lý kèm theo.

Công nghệ bức xạ có thể khắc phục những hạn chế của các phương pháp tái chế truyền thống, đặc biệt là giúp giảm dư lượng chất phụ gia trong quy trình tái chế, tăng khả năng thu hồi các loại chất thải nhựa, đa dạng hóa sản phẩm, không phát sinh nguy hại đến môi trường và sinh vật sống. Nhìn chung, những lợi thế chính trong tái chế chất thải nhựa mà công nghệ bức xạ mang lại bao gồm: (1) tăng cường các đặc tính cơ học và hiệu suất của vật liệu hoặc hỗn hợp vật liệu thu hồi, chủ yếu thông qua liên kết chéo hoặc thông qua sửa đổi cấu trúc bề mặt của các pha khác nhau được kết hợp với nhau; (2) tác động hoặc tăng cường sự phân hủy polyme, đặc biệt là thông qua quá trình cắt chuỗi, dẫn đến thu hồi hỗn hợp hoặc bột có trọng lượng phân tử thấp có thể sử dụng làm nguyên liệu hoặc phụ gia hóa học; (3) sản xuất vật liệu cao phân tử tương thích với môi trường. Các nghiên cứu và thực tế chứng minh rằng, công nghệ bức xạ có thể áp dụng rộng rãi trong lĩnh vực vật liệu xây dựng thông qua việc sửa đổi cấu trúc và tính chất của polyme, điều chỉnh hiệu suất khối hoặc bề mặt vật liệu. Bằng cách phá vỡ các polyme nhựa không đủ chất lượng thành các thành phần nhỏ hơn, công nghệ bức xạ tạo ra các sản phẩm nhựa mới từ chất thải nhựa, kéo dài vòng đời sử dụng, giúp giảm thiểu chất thải công nghiệp. Chính vì vậy, ứng dụng công nghệ bức xạ để xử lý chất thải nhựa ngày càng được quan tâm trên thế giới và được đánh giá là lựa chọn tối ưu đối với Việt Nam.

Mới đây, Việt Nam đã tham gia vào Chương trình ứng dụng công nghệ hạt nhân trong kiểm soát ô nhiễm rác thải nhựa (NUTEC Plastics) của Cơ quan Năng lượng nguyên tử quốc tế (IAEA). Chương trình này nhằm hỗ trợ các quốc gia thành viên tích hợp các kỹ thuật hạt nhân và đồng vị phóng xạ để giải quyết vấn đề ô nhiễm rác thải nhựa. Chương trình này được xây dựng dựa trên các dự án nghiên cứu và hợp tác kỹ thuật của IAEA xoay quanh việc tái chế nhựa bằng công nghệ bức xạ và giám sát vi nhựa bằng kỹ thuật đánh dấu đồng vị. Đây là một trong những chương trình hỗ trợ hiệu quả đối với Việt Nam trong việc tiếp cận công nghệ bức xạ để quản lý chất thải nhựa.

Nhựa tái chế với bê tông: ứng dụng điển hình của công nghệ bức xạ

Bê tông là vật liệu kết cấu được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực xây dựng dân dụng và công nghiệp. Tuy nhiên, những thiệt hại về môi trường gây ra trong quá trình khai thác nguyên liệu thô hay trong quá trình sản xuất xi măng - thành phần chủ yếu của bê tông gây phát thải khí nhà kính đã trở thành vấn đề nghiêm trọng, tác động trực tiếp đến sự phát triển bền vững ở các quốc gia trên thế giới. Chính vì vậy, quy trình sản xuất bê tông với lượng khí thải carbon thấp đang là hướng phát triển đầy tiềm năng.

Trong những năm gần đây, các nhà khoa học đã tiến hành nghiên cứu về các dạng vật liệu có thể thay thế xi măng trong bê tông và một trong những ý tưởng được quan tâm là vật liệu từ chất thải nhựa. Bên cạnh đó, việc cạn kiệt nguồn dự trữ nguyên liệu thô an toàn, đáng tin cậy và bảo tồn các nguồn tài nguyên không thể tái tạo cũng tạo ra động lực để phát triển công nghệ tái chế vật liệu từ chất thải nhựa.

Một trong những thành phần phổ biến nhất trong các chất thải nhựa là polyethylene terephthalate (PET). PET có thể đóng vai trò là chất kết dính cho bê tông polyme có cường độ nén cao. Chất lượng của bê tông phụ thuộc cường độ nén, do vậy để cải tiến chất lượng bê tông chính là việc thay đổi cường độ nén ở mức cao hay trung bình. Trong khi đó, công nghệ bức xạ có khả năng cải thiện đáng kể các tính chất cơ học của bê tông. Các nhà khoa học đã tiến hành chế tạo và thử nghiệm bê tông có ma trận kết dính dày từ chất phụ gia là nhựa dẻo được chiếu xạ. Kết quả cho thấy khả năng phục hồi độ nén của bê tông rất tốt.

Việc sử dụng vật liệu nhựa tái chế bằng công nghệ chiếu xạ để thay thế các chất phụ gia cho bê tông thông thường còn có thể giảm đáng kể việc phát sinh khí nhà kính. Các thử nghiệm cường độ nén cũng chứng minh rằng, việc bổ sung nhựa được chiếu xạ liều cao (100 kGy) cho bê tông giúp tăng cường độ nén so với các mẫu bê tông chứa nhựa thông thường, không được chiếu xạ. Do đó, chiếu xạ nhựa ở liều lượng cao là một giải pháp tiềm năng và khả thi để phát triển và cải tiến chất lượng bê tông.

Ảnh chụp cấu trúc bê tông có pha trộn sợi polyme được chiếu xạ.

*

*                *

Công nghệ bức xạ là công cụ mang lại nhiều lợi ích trong việc quản lý chất thải nhựa, đặc biệt là tái chế chất thải nhựa. Chất thải nhựa được chiếu xạ có thể được sử dụng như chất phụ gia để cải thiện các tính chất cơ học của các vật liệu khác như bê tông hoặc thay thế cho các vật liệu truyền thống trong xây dựng như sỏi hoặc cát. Chất thải nhựa được chiếu xạ có thể bị biến đổi đặc tính cơ hóa, dễ xử lý, tiêu hủy và hạn chế được khả năng tác động đến môi trường. Bên cạnh đó, nhựa tái chế được chiếu xạ còn có thể đưa vào các quy trình sản xuất các vật liệu công nghiệp hoặc các sản phẩm phục vụ các ngành kinh tế - xã hội khác như y tế, nông nghiệp.

TÀI LIỆU THAM KHẢO:

1) IAEA Department of Nuclear Sciences and Applications (2020), Recycling of polymer waste for structural and non-structural materials by using ionizing radiation (F23036), Celina Horak.

2) Chemistry Department Faculty of Sciences Suez Canal University (2010), Recycling of some polymeric wastes using ionizing radiation.

3) Carolyn E. Schaefer, Kunal Kupwade-Patil, Michael Ortega, Carmen Soriano, Oral Büyüköztürk, Anne E. White, Michael P. Short (2018), Irradiated recycled plastic as a concrete additive for improved chemo-mechanical properties and lower carbon footprint, Elsevier, 71, pp.426-439.

4) Gonzalo Martínez-Barrera, Liliana Ivette Ávila-Córdoba, Miguel Martínez-López, Eduardo Sadot Herrera-Sosa, Enrique Vigueras- Santiago, Carlos Eduardo Barrera-Díaz, Fernando Ureña-Nuñez and Nelly González-Rivas (2015), Gamma radiation as a recycling tool for waste materials used in concrete, Intech Open.

5) Viện Chiến lược, Chính sách tài nguyên và Môi trường - ISPONRE và Tổ chức Bảo tồn thiên nhiên quốc tế - IUCN (2021), Ô nhiễm vi nhựa: nghiên cứu điển hình tại Việt Nam và kinh nghiệm quốc tế.

https://vjst.vn/
Tin, bài cùng lĩnh vực
Ứng dụng và tương lai của thị giác máy tính (12/8/2022)
Đầu tư cho R&D: Bài học từ những doanh nghiệp tiên phong (12/8/2022)
Công bố trên Nature: Việt Nam tham gia nghiên cứu về quản trị rủi ro (12/8/2022)
Công nghệ sẽ là trụ cột của kinh tế Việt Nam trong 10 năm tới (10/8/2022)
Chiết xuất omega 3 và các hợp chất chống oxy hóa từ cây tía tô Việt Nam (08/8/2022)
Mỗi năm thu lãi trên 500 triệu đồng từ nuôi thỏ (03/8/2022)
Doanh nghiệp và công nghệ trong thời đại cách mạng công nghiệp 4.0 (02/8/2022)
Tìm hiểu phương pháp bảo quản nông sản từ màng bao chitosan (02/8/2022)
Hoạt động nghiên cứu và phát triển trong doanh nghiệp Việt Nam: Thực trạng và giải pháp (02/8/2022)
Phát triển nguồn nhân lực khoa học và công nghệ ở Việt Nam thích ứng với bối cảnh mới (01/8/2022)
Hệ sinh thái đất ngập nước: Nâng cao giá trị sử dụng gián tiếp (29/7/2022)
Những công nghệ làm thay đổi tương lai ngành năng lượng thế giới (27/7/2022)
AI: Các xu hướng đang nổi và nhu cầu chuyên gia của Việt Nam (27/7/2022)
Xây dựng tiêu chí đánh giá tiềm năng ứng dụng, thương mại hoá sáng chế (27/7/2022)
Bệnh đậu mùa khỉ: Những điều cần biết (27/7/2022)
“Siêu enzyme” phân hủy nhựa (27/7/2022)
Các xu hướng dẫn dắt của ngành công nghệ thông tin - viễn thông (26/7/2022)
Những tiến bộ của khoa học thực vật góp phần thúc đẩy an ninh lương thực (25/7/2022)
Quỹ KH&CN trong doanh nghiệp: Thông thoáng và cụ thể hơn (25/7/2022)
Những thành tựu nổi bật và xu hướng công nghệ trí tuệ nhân tạo (25/7/2022)
Bản đồ hiện trạng chất thải rắn - giải pháp tối ưu hoá khai thác tiềm năng chất thải rắn tại Việt Nam (22/7/2022)
Rào cản chính đối với việc chuyển giao tri thức của các quốc gia trên thế giới phát sinh từ nút thắt về cơ chế (22/7/2022)
Khai thác công nghệ phục vụ chiến lược phát triển của doanh nghiệp (19/7/2022)
Tạo hành lang pháp lý cho công nghiệp công nghệ số (15/7/2022)
Phát triển cảm biến nano phát hiện thuốc trừ sâu trên trái cây (14/7/2022)
Công bố quốc tế về trí tuệ nhân tạo (14/7/2022)
Chiếu sáng thông minh - Dẫn lối phát triển cho đô thị thông minh (13/7/2022)
Nâng cao năng lực khoa học công nghệ nội sinh quốc gia để đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa (13/7/2022)
Chuyển đổi năng lượng tại Việt Nam: Cơ hội lớn cho nền kinh tế bền vững (13/7/2022)
Muốn cạnh tranh phải có công nghệ riêng (12/7/2022)
Phát triển công nghiệp công nghệ số Việt Nam: Cơ hội và thách thức (08/7/2022)
Thìa canh và công dụng điều trị bệnh đái tháo đường (08/7/2022)
Thị trường công nghệ thông tin - viễn thông Việt Nam: Cơ hội, thách thức và ưu tiên chiến lược (07/7/2022)
Nhóm nghiên cứu là sinh viên giải quyết bài toán trong sản xuất của doanh nghiệp (05/7/2022)
Ứng dụng KHCN phát triển bền vững ngành chế biến thủy sản (04/7/2022)
Bước tiến vượt bậc của phân bón hữu cơ (30/6/2022)
Ứng dụng hạt nano nâng cao hiệu quả thuốc kháng sinh (30/6/2022)
Lưới điện thông minh - giải pháp bền vững cho ngành điện (30/6/2022)
Đầu tư cho hoạt động nghiên cứu và phát triển: kinh nghiệm quốc tế và gợi ý cho Việt Nam (30/6/2022)
Công nghệ DNA mới khiến chúng ta phải "vẽ lại" cây tiến hóa (30/6/2022)
Đóng góp mới vào bộ sưu tập mẫu vật thiên nhiên của Việt Nam (28/6/2022)
Tự động hóa - chìa khóa giúp doanh nghiệp tăng năng suất làm việc (21/6/2022)
Xơ phổi vô căn và giải pháp điều trị kháng xơ hiệu quả (21/6/2022)
Kỷ nguyên năng lượng hydro đã trở thành hiện thực (17/6/2022)
Cam Lộ: Cây rau đay quả dài cho thu nhập hơn 400 triệu đồng/ha (16/6/2022)
Tăng cường các giải pháp hỗ trợ ví điện tử (15/6/2022)
Thúc đẩy đổi mới sáng tạo của doanh nghiệp - Kinh nghiệm quốc tế và bài học cho Việt Nam (14/6/2022)
Quy trình sản xuất dầu neem chứa hoạt chất azadirachtin hàm lượng cao (14/6/2022)
Chuỗi giá trị dược liệu gắn với du lịch (14/6/2022)
Hiệu quả kinh tế từ phát triển HTX ứng dụng công nghệ cao (13/6/2022)
Thông báo về việc đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ Khoa học và công nghệ không sử dụng ngân sách nhà nước

Thông báo Ý kiến kết luận của Giám đốc Sở Khoa học và Công nghệ tại buổi làm việc với Hội Doanh nhân trẻ Quảng Trị

Hướng dẫn quy trình hỗ trợ ứng dụng, nhân rộng các kết quả khoa học và công nghệ trên địa bàn tỉnh Quảng Trị năm 2022

Về việc phối hợp thực hiện Đề án: "Ứng dụng chế phẩm vi sinh vật trong sản xuất nông nghiệp giai đoạn 2021-2025, định hướng đến năm 2030 trên địa bàn tỉnh Quảng Trị"

Thông báo về việc triển khai dịch vụ công trực tuyến mức độ 3, mức độ 4 trong thực hiện thủ tục hành chính thuộc thẩm quyền giải quyết của Sở Khoa học và Công nghệ Quảng Trị

Ứng dụng KH&CN trong nhân giống và trồng cây Vanilla trong nhà lưới theo hướng VietGap tại huyện Hướng Hóa
Tải ứng dụng Khai báo y tế toàn dân NCOV
Ứng dụng trên IOS Ứng dụng trên Android
Thống kê truy cập
Số người online 2.795
Hôm nay 6.154
Hôm qua 10.109
Tất cả 6.194.301
© CỔNG THÔNG TIN ĐIỆN TỬ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUẢNG TRỊ
Cơ quan chủ quản: Sở Khoa học và Công nghệ Quảng Trị
Chịu trách nhiệm: Trần Ngọc Lân, Giám đốc Sở Khoa học và Công nghệ. Địa chỉ: 204 Hùng Vương, Đông Hà; ĐT: 0233.3550 382.
Thiết kế và xây dựng: Trung tâm Nghiên cứu, Ứng dụng và Thông tin KH&CN. Ghi rõ nguồn Dostquangtri khi sử dụng thông tin từ website này!