Read Time:32 Minute

ഡോ.രതീഷ് കൃഷ്ണൻ

Department of Chemistry

Government College for Women, Thiruvananthapuram

20-ാം നൂറ്റാണ്ടിലെ പ്ലാസ്റ്റിക്കിന്റെ കണ്ടുപിടുത്തം ഒരു സുപ്രധാന സാങ്കേതിക നാഴികക്കലായിരുന്നു. വൈവിധ്യമാർന്നതും, ശുചിത്വമുള്ളതും, ഭാരം കുറഞ്ഞതും, വഴക്കമുള്ളതും, വിവിധ പ്രയോഗികക്ഷമതയുള്ളതുമായ സിന്തറ്റിക് അല്ലെങ്കിൽ സെമി സിന്തറ്റിക് ഓർഗാനിക് പോളിമറുകളാണ് സാധാരണ പ്ലാസ്റ്റിക്കുകൾ. 20-ാം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ രണ്ടാം പകുതിയിൽ പ്ലാസ്റ്റിക്കിൻ്റെ വലിയ രീതിയിലുള്ള വാണിജ്യവൽക്കരണം, മനുഷ്യരാശിയുടെ വികസനത്തിൽ പ്ലാസ്റ്റിക്കിനു പ്രധാന സ്ഥാനം ലഭ്യമാക്കി. ഗതാഗതം, വാർത്താവിനിമയം, ആരോഗ്യപരിപാലനം തുടങ്ങിയ മേഖലകളിൽ വിപ്ലവകരമായ മാറ്റമാണ് പ്ലാസ്റ്റിക്കിന്റെ വരവോടെ ഉണ്ടായത്. ഡിപോളിമറൈസ് (വിഘടിക്കുക) ചെയ്യാൻ പ്രയാസമുള്ള കോവാലന്റ് ബോണ്ടുകളാൽ പ്ലാസ്റ്റിക്കുകളുടെ അന്തർലീനമായ ശക്തിയും ഈടുനിൽപ്പും അവയുടെ പ്രവർത്തനപരമായ ആയുസ്സ് വർധിപ്പിച്ചെങ്കിലും, അത്തരം ഗുണങ്ങൾ തന്നെ വ്യാപകമായ പരിസ്ഥിതി മലിനീകരണത്തിനു കാരണമാവുകയും ചെയ്തു. ഉപയോഗ ശേഷം ഉപേക്ഷിക്കുന്ന പ്ലാസ്റ്റിക് ഉൽപ്പനങ്ങളൊന്നും എളുപ്പം നശിക്കുന്നില്ല എന്ന് മാത്രമല്ല ഒരു പാട് കാലം പരിസ്ഥിതിയിൽ നിലനിൽക്കുന്നു എന്നതിനാൽ തന്നെ വിവിധ കാലാവസ്ഥ ശക്തികളുടെ പ്രവർത്തനത്താൽ ചെറിയ കണികകളാവുകയും പാരിസ്ഥിതിക പ്രശ്നങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

1950 മുതൽ 2015 വരെയുള്ള കാലയളവിൽ 8.3 ബില്യൺ ടൺ പ്ലാസ്റ്റിക്ക് നിർമ്മിക്കപ്പെട്ടതായി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു. ഇതിൽ 6.3 ബില്യൺ ടൺ പ്ലാസ്റ്റിക്ക് ഇപ്പോൾ മാലിന്യമാണ്. ഇതിൽ തന്നെ ~ 80 % മാലിന്യകൂമ്പാരമായി നമ്മുക്ക് ചുറ്റുമുണ്ട്. ആവാസവ്യവസ്ഥയുടെ സുസ്ഥിരത, മനുഷ്യൻ്റെ ആരോഗ്യം, എന്നിവയെ ബാധിക്കുന്നതിനാൽ, പ്ലാസ്റ്റിക് മാലിന്യം ഒരു ആഗോള പ്രശ്നമാണ്. പ്ലാസ്റ്റിക് ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന തന്മാത്രകൾക്കായി ശോഷിക്കുന്ന ഫോസിൽ ഫീഡ്സ്റ്റോക്കിനെ ആശ്രയിക്കുന്നു എന്നതിനാൽ വർദ്ധിച്ചുവരുന്ന പാരിസ്ഥിതിക ആശങ്കകൾ കൂടി ഇതോടൊപ്പം ചേർത്ത് വായിക്കണം.

പ്ലാസ്റ്റിക് മാലിന്യങ്ങളുടെ പ്രശ്നം അവ വൈവിധ്യമാർന്നതാണ് എന്നുള്ളതാണ്. പോളിമർ തരം, വലുപ്പം, തുടങ്ങി അവയുടെ ആകൃതിയും നിറവും വരെ ഈ വൈവിധ്യത്തിലേക്കു മുതൽകൂട്ടുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, ഉപയോഗശൂന്യമായ മത്സ്യബന്ധന വലകൾക്കു നൂറുകണക്കിന് മീറ്റർ നീളം ഉള്ളപ്പോൾ, മൈക്രോപ്ലാസ്റ്റിക്കിന് സാധാരണയായി 5 മില്ലിമീറ്ററിൽ താഴെ വലിപ്പമാണുള്ളത്. പ്ലാസ്റ്റിക് അവശിഷ്ടങ്ങളുടെ തരത്തിനും വലിപ്പത്തിനും അനുസരിച്ച് വൈവിധ്യമാർന്ന ആവാസ വ്യവസ്ഥകളിൽ അവ ഉണ്ടാക്കുന്ന ആഘാതം വ്യത്യാസപ്പെടുന്നു. സമുദ്ര സസ്തനികൾ ഉൾപ്പെടെ 700 ലധികം സമുദ്ര ജീവിവർഗങ്ങൾ, പക്ഷികൾ, മത്സ്യം, അകശേരുകികൾ എന്നിവ പ്ലാസ്റ്റിക് അവശിഷ്ടങ്ങൾ മൂലം ബാധിക്കപ്പെട്ടതായി പഠനങ്ങൾ സൂചിപ്പിക്കുന്നു.

നോർത്തേൺ ഫുൾമാർ എന്ന കടൽ പക്ഷിയിൽ നടത്തിയ പഠനങ്ങളിൽ നിന്നും വികസിപ്പിച്ച വിപുലമായ ഡാറ്റ സെറ്റ് സൂചിപ്പിക്കുന്നത്, 95% ത്തിലധികം പക്ഷികളുടെ ദഹനനാളത്തിൽ പ്ലാസ്റ്റിക് അവശിഷ്ടങ്ങൾ ഉണ്ടെന്നാണ്. യൂറോപിയൻ യൂണിയന്റെ മറൈൻ സ്ട്രാറ്റജി ഫ്രെയിംവർക്ക് ഡയറക്റ്റീവ് (എം‌എസ്‌എഫ്‌ഡി) വിദഗ്ധ സംഘം അടുത്തിടെ സമുദ്രത്തിലെ പ്ലാസ്റ്റിക് മാലിന്യങ്ങളെകുറിച്ച് എത്തിചേർന്ന നിഗമനം അവ സമുദ്ര ജീവികളുടെ നിലനിൽപിന് ഗുരുതരമായ ഭീഷണി ഉയർത്തുന്നുണ്ട് എന്നാണ്. ഇന്ന് പ്ലാസ്റ്റിക് മാലിന്യം എത്താത്ത ഒരു സ്ഥലവും ഭൂമിയിലില്ല. ഏറ്റവും ആഴം കൂടിയ മരിയാന ട്രഞ്ചിലും, ഏറ്റവും ഉയരം കൂടിയ എവറസ്റ്റ് കൊടുമുടിയിലും പ്ലാസ്റ്റിക് അവശിഷ്ട്ടങ്ങൾ എത്തിയിട്ടുണ്ട്. മനുഷ്യ മസ്തിഷ്കത്തിലും മുലപ്പാലിലും വരെ പ്ലാസ്റ്റിക് മാലിന്യത്തിന്റെ സാന്നിധ്യം തിരിച്ചറിയപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്. വർദ്ധിച്ചുവരുന്ന പ്ലാസ്റ്റിക്ക് വ്യാപനം, 2050-ൽ 6,500 മെഗാടൺ CO₂ നു തുല്യമായ ഹരിതഗൃഹ വാതക പുറന്തള്ളലിന് കാരണമാവും എന്ന് അനുമാനിക്കപ്പെടുന്നു. ഇത് ആഗോള കാലാവസ്ഥാ വ്യതിയാനത്തിലേക്ക് നയിക്കുന്ന കാരണങ്ങളിൽ പ്രധാനപ്പെട്ട ഒന്നായി മാറുകയും ചെയ്യു൦. ഇതിനാൽ തന്നെ പ്ലാസ്റ്റിക് സമ്പൂർണമായി നിരോധിക്കണമെന്ന് പലരും ആവശ്യപ്പെടുന്നത് ഒട്ടും ആശ്ചര്യപ്പെടുത്തുന്നില്ല.

അതെ സമയം ഇത്തരം ആവശ്യങ്ങൾ ഉന്നയിക്കുന്നവർ പ്ലാസ്റ്റിക്കിന്റെ സാമൂഹികവും സാമ്പത്തികവുമായ മൂല്യം പലപ്പോഴും അവഗണിക്കുന്നു. ലോകമെമ്പാടുമുള്ള 60000 കമ്പനികൾ വഴി 16 ലക്ഷം തൊഴിലവസരങ്ങൾ സൃഷ്ട്ടിക്കുന്ന പ്ലാസ്റ്റിക് സമ്പദ്‌വ്യവസ്ഥ അങ്ങനെ ഒറ്റയടിക്ക് നിരോധിക്കാവുന്ന ഒന്നല്ല. ഇത് കൂടാതെ ലൈഫ് സൈക്കിൾ അനാലിസിസ് കാണിക്കുന്നത് പരമ്പരാഗതമായി പാരിസ്ഥിതിക ആഘാതം കുറഞ്ഞതായി കണക്കാക്കപ്പെടുന്ന ഗ്ലാസ്, അലുമിനിയം എന്നിവയുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ പോളി എഥിലീൻ ടെറഫ്താലേറ്റ് (കോള ബോട്ടിലുകൾ ഉണ്ടാക്കുന്ന പ്ലാസ്റ്റിക്) പുറംതള്ളുന്ന കാർബൺ കുറവാണെന്നാണ്. പല പുതിയ പ്ലാസ്റ്റിക് / പോളിമെറുകളും നമ്മുടെ ജീവിതത്തെ മാറ്റിമറിക്കാൻ കെല്പുള്ളവയാണ്.

ഈ അടുത്ത കാലത്തു കണ്ടെത്തിയ പോളി മീതൈൽ പെൻറ്റിൻ (Polymethylpentene) എന്ന പ്ലാസ്റ്റിക് ഫിലിം നമ്മുടെ വീട്ടിനകത്തെ താപനില നിയന്ത്രിക്കാൻ സഹായിക്കുന്നവയാണ്. വീടിനു പുറത്തു 37 ഡിഗ്രി താപനിലയുള്ളപ്പോൾ പോളി മീതൈൽ പെൻറ്റിൻ ഫിലിം ഒട്ടിച്ച ഒരു വീട്ടിനകത്തു 20 ഡിഗ്രി താപനിലയെ അനുഭവപ്പെടൂ. ഈ ഒറ്റ പ്ലാസ്റ്റിക് ഫിലിം നമ്മുടെ ഊർജോപയോഗത്തെ എത്ര കണ്ടു കുറയ്ക്കും എന്ന് ഊഹിക്കാമല്ലോ. പാരിസ്ഥിതിക പ്രശ്‌നങ്ങൾ വർധിക്കുന്നുണ്ടെങ്കിലും മനുഷ്യവികസനത്തിൽ ഒരു പ്രധാന പങ്ക് വഹിച്ച്‌ കൊണ്ട് പ്ലാസ്റ്റിക്കുകൾ തുടരുക തന്നെ ചെയ്യും എന്നാണ് ഇതെല്ലം നല്കുന്ന സൂചനകൾ. അതെ സമയം ഈ പുതിയ പ്ലാസ്റ്റിക്കുകളും ഉപയോഗ ശേഷം മാലിന്യമായി മാറുകയും പരിസ്ഥിതി പ്രശ്നങ്ങൾക്ക് കാരണമാവുകയും ചെയ്യും.

പരമ്പരാഗത പ്ലാസ്റ്റിക് റീസൈക്ലിംഗ് പാതകളായ ലാൻഡ്ഫിൽ (മൺപാളികൾക്കിടയിൽ മൂടുക), ഇൻസിനറേഷൻ (ഉയർന്ന താപനിലയിലുള്ള ദഹനം), മെക്കാനിക്കൽ റീസൈക്ലിംഗ് എന്നിവ പാരിസ്ഥിതിക പ്രശ്നങ്ങൾ (വിഷാംശം, അപൂർണ്ണമായ ജ്വലനം), കാർബൺ, ഊർജ്ജം മുതലായവയുടെ പാഴാക്കൽ തുടങ്ങിയ കാരണങ്ങളിലേക്കു നയിക്കുന്നതിനാൽ ഡൗൺസൈക്ലിംഗ് പാതകളായി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു. ഈ പരമ്പരാഗത സമീപനങ്ങൾക്ക് പൂർണ്ണമായും സുസ്ഥിരമായ പരിഹാരങ്ങൾ പ്രാപ്തമാക്കാൻ സാധ്യമല്ല.

മാത്രവുമല്ല ആഗോളതലത്തിൽ ഉല്പാദിപ്പിക്കപ്പെട്ട പ്ലാസ്റ്റിക് ഉൽപ്പന്നങ്ങളുടെ കേവലം 21 % മാത്രമാണ് റീസൈക്ലിങ് സാധ്യമായ പ്ലാസ്റ്റിക് ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ. ഇതിൽ തന്നെ ആഗോളവ്യാപകമായി കേവലം 9 % മാത്രമേ ഇന്ന് റീസൈക്ലിങ് ചെയ്യപ്പെടുന്നുള്ളൂ. അതിനാൽ തന്നെ റെഡ്യൂസ്, റീയൂസ്, റീസൈക്കിൾ എന്ന മുദ്രവാക്യം പൂർണമായ പ്രശ്നപരിഹാരം സാധ്യമാക്കില്ല. ഇപ്പോഴുള്ള പ്ലാസ്റ്റിക് മാലിന്യത്തിന്റെ തോത് വർധിപ്പിക്കുന്നത് തടയാൻ ഈ മാർഗങ്ങൾ സഹായകരമാവുമെങ്കിലും പൂർണമായ പരിഹാരം അകലയെയാണ്. ഇതെല്ലം കാണിക്കുന്നത് സമ്പദ്‌വ്യവസ്ഥയുടെ സമ്പൂർണ്ണ പുനർരൂപകൽപ്പന ആവശ്യപ്പെടുന്ന ഒരു സങ്കീർണ്ണമായ പ്രശ്നമാണ് പ്ലാസ്റ്റിക് മാലിന്യം എന്നതാണ്.

എന്താണ് സുസ്ഥിരമായ പ്ലാസ്റ്റിക് സമ്പദ്‌വ്യവസ്ഥ?

പ്ലാസ്റ്റിക്കുകൾ എങ്ങനെ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യുന്നു, നിർമ്മിക്കുന്നു, ഉപയോഗിക്കുന്നു, പുനരുപയോഗിക്കുന്നു എന്നതിനെക്കുറിച്ച് നാം പുനർവിചിന്തനം നടത്തേണ്ടതുണ്ട്. പ്ലാസ്റ്റിക് ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ ഒന്നിലധികം തവണ ഉപയോഗിക്കാനും, ഉപയോഗശേഷം റീസൈക്ലിങ് നടത്താനും കഴിയേണ്ടതുണ്ട്. പ്ലാസ്റ്റിക് മൂല്യ ശൃംഖലയിലുടനീളമുള്ള എല്ലാ പങ്കാളികളെയും ഈ മാറ്റം ഉൾക്കൊളിക്കാനാവണം. പ്ലാസ്റ്റിക് / പോളിമെറുകൾ ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഫീഡ്‌സ്റ്റോക്ക് രാസവസ്തുക്കളുടെ പ്രധാന സ്രോതസ്സ് പെട്രോളിയം അധിഷ്ഠിതമാണ്. ആഗോളതലത്തിൽ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്ന 99% പ്ലാസ്റ്റിക്കുകളും ഉണ്ടാക്കിയിരിക്കുന്നത്, നമ്മൾ കുഴിച്ചെടുത്ത ഫോസിൽ എണ്ണയുടെ ഏകദേശം 6 ശതമാനത്തിൽ നിന്നാണ്. 2050 ൽ ഇത് 20% ആയി വർദ്ധിപ്പിക്കുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു. ഫീഡ്‌സ്റ്റോക്ക് രാസവസ്തുക്കളുടെ അടിയന്തിര പുനരവലോകനം ആവശ്യമാണെന്ന് വ്യക്തമാക്കുന്നവയാണ് ഈ കണക്കുകൾ. ആതായത് ഇനി പുതിയ പ്ലാസ്റ്റിക്കുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നവർ (കമ്പനികൾ, ഗവേഷകർ ), ഫോസിൽ ഇന്ധനമല്ലാത്ത ഒരു ഫീഡ് സ്റ്റോക്കിൽ നിന്നും ഉണ്ടാക്കുകയും, അത്തരം പ്ലാസ്റ്റിക്കുകൾ ഉപയോഗ ശേഷം പരിസ്ഥിതിക്ക് ഭാരമായി തീരാത്ത രീതിയിൽ വിഘടിപ്പിക്കാൻ കഴിയുന്ന തരത്തിൽ രൂപകൽപ്പന ചെയ്തു നിർമിക്കുകയും, ഉപയോഗിക്കുന്നവർക്ക് കൃത്യമായി ഉപയോഗിക്കേണ്ടതിന്റെ പ്രോട്ടോകോൾ നല്കുകയും, ഉപയോഗശേഷം അവ കൃത്യമായി റീസൈക്ലിങ് ചെയ്യുവാനും കഴിയണം. ഇങ്ങനെ പ്ലാസ്റ്റിക് മൂല്യ ശൃംഖലയിലുടനീളമുള്ള എല്ലാ പങ്കാളികളെയും ഈ മാറ്റം ഉൾക്കൊളിക്കാനായാൽ നമ്മുക്ക് ഒരു ചാക്രിക പ്ലാസ്റ്റിക് സമ്പദ്‌വ്യവസ്ഥ ഉണ്ടാക്കിയെടുക്കാനാവും.അത്തരം ഒരു സമ്പദ്‌വ്യവസ്ഥ സുസ്ഥിരമായിരിക്കും.

ചില സാധ്യതകൾ

ഫോസിൽ ഇന്ധനങ്ങളുടെ നിരന്തരമായ ശോഷണത്തോടെ, ബയോമാസ്, പ്രത്യേകിച്ച് കാർബോഹൈഡ്രേറ്റുകൾ, ഇന്ധനങ്ങളും രാസവസ്തുക്കളുമാക്കി മാറ്റുന്നതിനായി ലോകമെമ്പാടു൦ ശ്രമങ്ങൾ നടക്കുന്നുണ്ട്. അവയിൽ ചിലതെല്ലാം വലിയ വിജയങ്ങൾ നേടിയിട്ടുമുണ്ട്. പൊതുവെ വിലകുറഞ്ഞതും, പ്രകൃതിയിൽ സമൃദ്ധവുമായ ബയോമാസ്സ് ഫീഡ്സ്റ്റോക്ക് ആയി ഉയർന്ന പ്രകടനശേഷിയുള്ള വസ്തുക്കൾ നിർമ്മിക്കാൻ ലോകമെമ്പാടും ശ്രമങ്ങൾ നടക്കുന്നു. ബയോമാസിൽ നിന്ന് മൂല്യവർദ്ധിത രാസവസ്തുക്കൾ ഉരുത്തിരിയുന്നതിൽ ഒരു പരിധി വരെ നമ്മൾ വിജയിച്ചിട്ടുമുണ്ട്. ഒരു മിനിറ്റിൽ, 1 ദശലക്ഷം പ്ലാസ്റ്റിക് കുപ്പികൾ നിർമ്മിക്കപ്പെടുന്നു എന്നാണ് കണക്കുകൾ സൂചിപ്പിക്കുന്നത്. ഇതിൽ ഒറ്റത്തവണ ഉപയോഗിക്കുന്ന 47% പ്ലാസ്റ്റിക് കുപ്പികൾ മാലിന്യ പ്രവാഹത്തിൻ്റെ ഭാഗമാവുന്നു. അത് കൊണ്ട് തന്നെ ഒരു സുസ്ഥിര പ്ലാസ്റ്റിക് സമ്പദ്‌വ്യവസ്ഥ സാധ്യമാവണമെങ്കിൽ കേവലം പുനരുൽപ്പാദിപ്പിക്കാവുന്ന ഫീഡ്സ്റ്റോക്ക് രാസവസ്തുക്കൾ മാത്രം കൊണ്ടാവില്ല. ഇനിയും പരിഹരിക്കപ്പെടേണ്ട അടിസ്ഥാന പ്രശ്നങ്ങളിലൊന്ന് അത്തരം വസ്തുക്കളുടെ ഡീഗ്രേഡബിലിറ്റിയും പുനരുപയോഗക്ഷമതയുമാണ്.

ഇത് പരിഹരിക്കുന്നതിനായി, ബയോമാസിൽ നിന്ന് വേർതിരിച്ച മോണോമറുകൾ ചേർത്ത് നിർമിച്ച പോളിമർ ബാക്ക്‌ബോണിൽ ഒരു നൈട്രോബെൻസിൽ തന്മാത്ര ഉൾപ്പെടുത്തി പുനരുപയോഗം സാധ്യമാക്കിയ പഠനം പ്രസിദ്ധീകരിച്ചത് 2014 ലാണ്. ഉപയോഗശേഷം പ്രകാശമുപയോഗിച്ചു നൈട്രോബെൻസിൽ തന്മാത്രയെ ഒരു ബോംബ് കണക്കെ ചിതറിക്കാൻ കഴിയും എന്നതിനാൽ പോളിമർ വിഘടിപ്പിക്കാൻ കഴിയും. ഇതിനായി ഒരു പ്രത്യേക തരംഗദൈർഗ്യമുള്ള പ്രകാശ രശ്മിയാണ് ഉപയോഗിക്കുക. 2022 ൽ ഈ പ്രക്രിയയെ കുറച്ചു കൂടി കാര്യക്ഷമാക്കാൻ ഇതേ ഗവേഷകർക്ക് കഴിഞ്ഞു. ഈ പ്രക്രിയയിലൂടെ പോളിമർ വിഘടിപ്പിച്ചു 60% മോണോമർ വീണ്ടെടുക്കാനും വീണ്ടും ഉപയോഗിക്കാനും കഴിയുമെന്ന് ഗവേഷകർ തെളിയിച്ചു. പോളിമറുകളുടെ പ്രോഗ്രാം ചെയ്ത ഡീഗ്രേഡേഷനായി ഉപയോഗിക്കാവുന്ന നൈട്രോബെൻസിൽ പോലുള്ള തന്മാത്രകളെ ഫോട്ടോആക്ടീവ് ട്രിഗറുകൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു. നിലവിൽ വാണിജ്യപരമായി ഉപയുക്തമാക്കുന്നതിൽ നിന്നും അകലെയാണെങ്കിലും ഇത്തരം ഗവേഷണങ്ങൾ തുറന്നിടുന്ന സാധ്യതകളുടെ പാത പ്രതീക്ഷ നൽകുന്നവയാണ്.

നിലവിലുള്ള പ്ലാസ്റ്റിക് മാലിന്യമോ?

ഈ വെല്ലുവിളിയെ നേരിടാൻ അനുയോജ്യമായ ഒരു പരിഹാരമാണ് പ്ലാസ്റ്റിക് അപ്സൈക്ലിംഗ്. പ്ലാസ്റ്റിക്കുകളെ ഇൻ്റർമീഡിയറ്റുകൾ/ഉൽപ്പന്നങ്ങളാക്കി ഡിപോളിമറൈസ് ചെയ്യുക എന്നതാണ് പ്ലാസ്റ്റിക് അപ്സൈക്ലിംഗ്. ഈ ആശയത്തിൻ്റെ അടിസ്ഥാനം പ്ലാസ്റ്റിക്കുകൾ അഥവാ പോളിമറുകൾ വിഘടന സാധ്യതയുള്ള തന്മാത്രകളാണെന്നതാണ്. ഉദാഹരണത്തിന്, പോളിയെസ്റ്ററുകളിൽ കാണപ്പെടുന്ന എസ്റ്റർ ലിങ്കേജുകൾ, ജലവിശ്ലേഷണം, ട്രാൻസ്‌സെസ്റ്ററിഫിക്കേഷൻ, ഹൈഡ്രോസിലൈലേഷൻ, മുതലായ രാസ പരിവർത്തനങ്ങളിലൂടെ വിഘടിപ്പിക്കാൻ കഴിഞ്ഞേക്കും. ഈ രാസ പരിവർത്തനം സാധ്യമാക്കുന്ന രാസ ത്വരകങ്ങൾ വികസിപ്പിക്കുക എന്നത് മാത്രമാണ് ഒരു തടസം. ഇത് പോലെ വിവിധ പോളിമറുകളിലെ വ്യത്യസ്തമായ ലിങ്കേജുകൾ അനുയോജ്യമായ രാസ പരിവർത്തനങ്ങളിലൂടെ വിഘടിപ്പിക്കാൻ കഴിഞാൽ പ്ലാസ്റ്റിക് മാലിന്യം ഒരു പ്രശ്നമല്ലാതെ മാറിയേക്കും. പ്ലാസ്റ്റിക് മാലിന്യത്തിന്റെ രാസ പുനരുപയോഗം രണ്ടു തരത്തിൽ സാധ്യമാണ്. ഒന്നുകിൽ ഈ പോളിമെറുകൾ ഉണ്ടാക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന മോണോമർ തിരിച്ചുപിടിക്കാൻ സാധിക്കുന്ന രാസ മാറ്റങ്ങൾ (ക്ലോസ്ഡ്-ലൂപ്പ് റീസൈക്ലിംഗ്) അല്ലെങ്കിൽ പോളിമെറുകളെ നേരിട്ട് മറ്റ് ഉപയോഗപ്രദമായ സിന്തറ്റിക് കെമിക്കൽസ്/ഫീഡ്സ്റ്റോക്ക് ആക്കി മാറ്റുക (ഓപ്പൺ-ലൂപ്പ് അപ്‌സൈക്ലിംഗ്). മെക്കാനിക്കൽ റീസൈക്ലിംഗുമായി താരതമ്യം ചെയ്യുമ്പോൾ ഡൗൺസൈക്ലിംഗ് ഇല്ലാതാക്കുന്നു എന്നതാണ് ഈ മാർഗ്ഗത്തെ കൂടുതൽ ആകർഷകമാക്കുന്നത്.

ചില ഉദാഹരണങ്ങൾ

2016 ൽ സയൻസ് അഡ്വാന്സ്സ് എന്ന ഗവേഷണ മാസികയിൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ച പഠനത്തിൽ ലിക്വിഡ് സോപ്പ്, ഡിറ്റർജെന്റ് തുടങ്ങിയവയുടെ container ഉണ്ടാക്കാനുപയോഗിക്കുന്ന ഉയർന്ന സാന്ദ്രതയുള്ള പൊളിതീൻ, അതുപോലെ പ്ലാസ്റ്റിക് കവറുകൾ ഉണ്ടാക്കാനുപയോഗിക്കുന്ന കുറഞ്ഞ സാന്ദ്രതയുള്ള പൊളിതീൻ തുടങ്ങിയവയെ വിഘടിപ്പിച്ച് ചെറിയ സംയുക്തങ്ങൾ ആക്കാൻ രാസത്വരകങ്ങളുടെ സഹായത്തോടെ കഴിയും എന്ന് തെളിയിച്ചിരുന്നു. മേൽ പറഞ്ഞ പോളിമറുകളെ വിഘടിച്ചു ശേഷമുണ്ടാക്കുന്ന ചെറിയ തന്മാത്രകളുടെ വലിപ്പം എട്ടു കാർബൺ തന്മാത്രകളുടേതിൽ എത്തിക്കാൻ കഴിഞ്ഞാൽ അത് ഡീസലിന് തുല്യമാകും. അത് സാധ്യമാക്കി എന്നതാണ് ഈ പഠനത്തിന്റെ പ്രത്യേകത. അങ്ങനെ വന്നാൽ നിലവിലുള്ള മാലിന്യ പ്രശ്നം പരിഹരിക്കാം എന്നത് മാത്രമല്ല ലോകത്തിലെ ഒരു വലിയ പ്രശ്നമായ ഊർജ പ്രതിസന്ധിയെ തരണം ചെയ്യാനും ഇത് സഹായിക്കും. ഇത് പ്ലാസ്റ്റിക് അപ്സൈക്ലിംന്റെ മനോഹരമായ ഒരു ഉദാഹരണമാണ്. ഇവിടെ പ്ലാസ്റ്റിക് മാലിന്യം ഒരു മൂല്യ വർധിത വസ്തുവായി (ഡീസൽ) പരിണമിപ്പിച്ചാണ് മാലിന്യ പ്രശ്നത്തെ നേരിടുന്നത് എന്ന് കാണാമല്ലോ. ഇതാണ് അപ്സൈക്ലിംന്റെ സാധ്യതയും പ്രത്യേകതയും.

എന്താണ് ഈ പഠനത്തിലൂടെ സാധ്യമാക്കിയ രാസ പരിവർത്തനം?

വിപണിയിലുള്ള ഉയർന്ന സാന്ദ്രതയുള്ള പൊളിതീൻ കണ്ടെയ്നർ, കുറഞ്ഞ സാന്ദ്രതയുള്ള പൊളിതീൻ കവർ തുടങ്ങിയവയുടെ ഒരു ചെറിയ കഷ്ണം (300 mg) പെട്രോളിയം ഈഥർ എന്ന രാസലായിനിയിൽ ലയിപ്പിച്ചു ശേഷം രണ്ടു രാസ ത്വരകങ്ങളുടെ സഹായത്തോടെ അവയെ ഓയിലും (1.8 g) മെഴുകുമായി (2 g) പരിവർത്തനം ചെയ്യുന്നു. ഇതിൽ പ്രധാനമായും രണ്ടു കാര്യങ്ങളാണ് നടക്കുന്നത്.

മേല്പറഞ്ഞ പോളിമർ സംയുക്തങ്ങളിൽ രണ്ടു കാർബൺ തന്മാത്രകളെ ബന്ധിപ്പിക്കുന്നത് single ബോണ്ടുകളാണ്. അവയിൽ ചിലയിടത്തെങ്കിലും ഈ സിംഗിൾ ബോണ്ടുകൾ മാറ്റി ഡബിൾ ബോണ്ടുകളാക്കുക എന്നതാണ് ഇതിൽ ആദ്യത്തെ കാര്യം. വളരെ അനായാസം ചെയ്യാൻ കഴിയുന്ന ഒന്നാണിത്. ഇതിനായി അടുത്തടുത്തുള്ള രണ്ടു കാർബണിൽ നിന്നും ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റങ്ങളെ പുറന്തള്ളുന്നു. ഇങ്ങനെ ചിലയിടങ്ങളിലെങ്കിലും ഡബിൾ ബോണ്ടുകളുള്ള പോളിമർ തന്മാത്രകളെ ഒലിഫെന് മെറ്റാതെസിസ് എന്ന പ്രക്രിയയ്ക്ക് വിധേയമാക്കുന്നു.

ഡബിൾ ബോണ്ടുകളുള്ള വലിയ പോളിമർ തന്മാത്രകളെ, ഡബിൾ ബോണ്ടുകളുള്ള ചെറിയ തന്മാത്രകളുടെ കൂടെ രാസത്വരകങ്ങളുടെ സഹായത്തോടെ രാസപ്രവർത്തനത്തിൽ ഏർപ്പെടുത്തിയാൽ, അവർ തമ്മിൽ ഡബിൾ ബോണ്ടുകളുടെ വശങ്ങളിലുള്ള തന്മാത്ര ഭാഗങ്ങൾ കൈമാറ്റം ചെയ്യുന്ന പ്രക്രിയയാണിത്. ഇതിനുള്ള രാസത്വരകങ്ങൾ കണ്ടുപിടിച്ചതിനാണ് 2005 ലെ രസതന്ത്രത്തിനുള്ള നോബൽ സമ്മാനിച്ചത്.

ഇതിനു ശേഷം ഡബിൾ ബോണ്ടുകളെ വീണ്ടും സിംഗിൾ ബോണ്ടുകളാക്കുക എന്ന പ്രവർത്തിയാണ് ചെയ്യുന്നത്. ഇതിനായി ഹൈഡ്രജൻ ആറ്റങ്ങൾ ഉൾച്ചേർക്കുകയാണ് ചെയ്യുക. അനുബന്ധ ചിത്രം കാണുക. ഇത് ആവർത്തിക്കുന്നത് വഴി വലിയ പോളിമർ തന്മാത്രകൾ വിഘടിച്ച് ചെറിയ തന്മാത്രകളാവും. വളരെ ഉപയോഗക്ഷമമാണെങ്കിലും, ഈ പ്രക്രിയയ്ക്ക് ആഗോള പ്രസക്തി നേടാൻ ഇതുവരെ കഴിഞ്ഞിട്ടില്ല. അതിനുള്ള കാരണം ഈ പ്രക്രിയയ്ക്കുപയോഗിക്കുന്ന രാസത്വരകങ്ങൾ ഇറിഡിയം എന്ന മൂലകത്തെ അടിസ്ഥാനപ്പെടുത്തിയുള്ളതായതു കൊണ്ടാണ്. ഇറിഡിയം വളരെ വില കൂടിയ ഒരു അപൂർവ മൂലകമാണ്. ആയതിനാൽ തന്നെ ഇതിനെ അടിസ്ഥാനപ്പെടുത്തിയുള്ള പ്രക്രിയകൾ വളരെ ചിലവേറിയതും. വില കുറഞ്ഞ മൂലകങ്ങളെ അടിസ്ഥാനപ്പെടുത്തി പുതിയ രാസത്വരകങ്ങൾ കണ്ടുപിടിക്കാൻ കഴിഞ്ഞാൽ ചുളുവിൽ രണ്ടു പ്രശ്നങ്ങൾ നമ്മൾ പരിഹരിക്കും. പ്ലാസ്റ്റിക് മാലിന്യത്തിന്റെയും ഊർജ പ്രതിസന്ധിയുടെയും.

ഇതേ വർഷം തന്നെ ജപ്പാനിൽ നിന്നുള്ള ഗവേഷകർ സയൻസ് മാസികയിൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ച പഠനത്തിൽ പ്ലാസ്റ്റിക് (കൃത്യമായി പറഞ്ഞാൽ പോളിതിലീൻ ടെറിഫ്താലേറ്റ് എന്ന പോളിമർ) ഭക്ഷണമായി ഉപയോഗിക്കുന്ന സൂഷ്മജീവികളെ കണ്ടെത്തിയതിനെക്കുറിച്ചു വിശദീകരിക്കുന്നു. കാർബൺ അടിസ്ഥാന ജീവിവർഗങ്ങളെല്ലാം തന്നെ ഒരു കാർബൺ സ്രോതസ്സിനെ ആശ്രയിച്ചാണ് ജീവിക്കുന്നത്. വളരെ അവിചാരിതമായാണ് ഇയോടാണെല്ല സാക്കയിൻസിസ് (Ideonella Sakaiensis) എന്ന ഈ സൂഷ്മജീവികളെ കണ്ടെത്തിയത്.

ഇവയുടെ പ്രധാന കാർബൺ സ്രോതസ്സ് പോളിതിലീൻ ടെറിഫ്താലേറ്റ് തന്മാത്ര സംയുക്തങ്ങളാണ്. ഈ സൂഷ്മജീവികൾ പോളിതിലീൻ ടെറിഫ്താലേറ്റ് ഭക്ഷിക്കുകയും, അവയുടെ ദഹന പ്രക്രിയയുടെ ഭാഗമായി അതിനെ മറ്റു രണ്ടു തന്മാത്രകൾക്കുകയും ചെയ്യും. ഈ രണ്ടു തന്മാത്രകൾ (എത്തിലീൻ ഗ്ലൈക്കോൾ, ടെറിഫ്താലിക്ക് ആസിഡ്) ചേർന്നാണ് പോളി തിലീൻ ടെറിഫ്താലേറ്റ് എന്ന തന്മാത്ര ഉണ്ടാവുന്നത്. അതായത് ഈ സൂഷ്മജീവികൾ റീസൈക്ലിങ് കൂടിയാണ് നിർവഹിക്കുന്നത്. ഈ തന്മാത്രകൾ ശേഖരിച്ചു അവയെ വീണ്ടും പോളിതിലീൻ ടെറിഫ്താലേറ്റ് ആക്കി മാറ്റാൻ കഴിയും. 2016 ൽ റിപ്പോർട്ട് ചെയ്യപ്പെട്ടെങ്കിലും, ഈ സൂഷ്മജീവികൾ വളരെ പതുകെ മാത്രമേ പ്ലാസ്റ്റിക് ദഹിപ്പിക്കുകയുള്ളു എന്നതിനാൽ പ്രായോഗികത കുറവാണ്. 2018 ൽ ഈ സൂഷ്മജീവികളിലെ ദഹന രസങ്ങളിൽ നിന്നും പ്ലാസ്റ്റിക് ദഹിപ്പിക്കുന്ന മാംസ്യതന്മാത്രകളെ വേർതിരിച്ചെടുത്ത് അവയുടെ പ്രവർത്തനക്ഷമത വർധിപ്പിക്കാൻ നമുക്ക് കഴിഞ്ഞിട്ടുണ്ട്, എന്നാൽ പ്രായോഗികതലത്തിലെത്താൻ ഇനിയും പ്രവർത്തനക്ഷമത പല മടങ്ങു വർധിപ്പിക്കേണ്ടതായിട്ടുണ്ട്.

പ്ലാസ്റ്റിക് മാലിന്യം ഒരു ആഗോള മലിനീകരണ പ്രശ്നം മാത്രമല്ല, കാർബൺ സമ്പന്നമായ, കുറഞ്ഞ ചെലവിൽ, ആഗോളതലത്തിൽ ലഭ്യമായ ഫീഡ്സ്റ്റോക്ക് കൂടിയാണ് എന്നാണ് മുകളിൽ കാണുന്ന പഠനങ്ങൾ തെളിയിക്കുന്നത്. പ്ലാസ്റ്റിക് മാലിന്യത്തിന്റെ ഗണ്യമായ ശേഖരണം ഇതിനകം തന്നെ നിലനിൽക്കുന്നു എന്നതിനാൽ തന്നെ പ്ലാസ്റ്റിക് മാലിന്യങ്ങൾ വ്യാവസായിക തലത്തിൽ സംസ്കരിക്കുന്നതിന് ഉപയോക്തൃ-സൗഹൃദ, മാലിന്യ രഹിത, ഊർജ്ജ-കാര്യക്ഷമവും സുസ്ഥിരവുമായ അപ്സൈക്ലിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യകൾ വികസിപ്പിക്കേണ്ടത് ആഗോള ആവാസവ്യവസ്ഥയെ സംരക്ഷിക്കുന്നതിന് അത്യന്താപേക്ഷിതമാണ്. പ്ലാസ്റ്റിക് തരംതിരിക്കലിൽ ബുദ്ധിമുട്ടുകൾ ഉള്ളതിനാൽ മിക്സഡ് പ്ലാസ്റ്റിക്കുകൾക്കായുള്ള ചെലവ് കുറഞ്ഞതും പരിസ്ഥിതി സൗഹൃദവുമായ അപ്സൈക്ലിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യകളുടെ വികസനത്തിലും ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കണം. ഇതിനായി വ്യത്യസ്‌ത പ്ലാസ്റ്റിക്കുകൾക്കിടയിലുള്ള തന്മാത്രാ പ്രതീകങ്ങളിലെ (അതായത്, സംയുക്തങ്ങൾ, ഘടന, ബോണ്ടുകൾ) കൂടുതൽ സാമ്യങ്ങളും വ്യത്യാസങ്ങളും കണ്ടെത്തി, അപ്‌സൈക്ലിംഗ് സമീപനങ്ങൾ പരിഷ്കരിക്കേണ്ടതായിട്ടുണ്ട്. പാരിസ്ഥിതികവും സാമ്പത്തികവുമായ പ്രത്യാഘാതങ്ങൾ കണക്കിലെടുത്ത്, കാർബൺ ന്യൂട്രാലിറ്റി സൊല്യൂഷനുകളിലേക്കുള്ള റീസൈക്ലിംഗ്/അപ്സൈക്ലിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യകളിലെ കാര്യമായ മുന്നേറ്റങ്ങളോടെ ഇത് സാധ്യമാക്കുക എന്നതാണ് നിലവിലുള്ള വെല്ലുവിളി.