Ô nhiễm chất 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 polymer 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.
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.
Ở Việt Nam, 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.
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.
Nhựa tái chế với bê tông
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.
Nhựa tái chế với bê tông là 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.
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.
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.
