Nghiên cứu đánh giá khả năng phân hủy sinh học hoàn toàn của màng nhựa trên cơ sở tinh bột sắn và nhựa poly(butylene adipate-co-terephthalate) theo phương pháp định lượng CO2 sinh ra
Nghiên cứu do các tác giả Vũ Minh Đức, Nguyễn Thanh Liêm, Đặng Thị Kim Chi, Nguyễn Châu Giang đang công tác tại Viện Kỹ thuật Hóa học, Đại học Bách khoa Hà Nội, Hội Bảo vệ Thiên nhiên và Môi trường Việt Nam thực hiện.
Theo báo cáo của Ủy ban châu Âu, Việt Nam đứng thứ 4 trên thế giới về lượng rác thải nhựa thải ra đại dương. Mỗi năm, Việt Nam xả ra đại dương 0,28-0,73 triệu tấn rác thải nhựa (chiếm 6% toàn thế giới). Cuộc khủng hoảng rác thải nhựa tại Việt Nam kéo theo khủng hoảng chôn lấp gây mất an ninh lương thực, ảnh hưởng đến phát triển kinh tế và gây nhiều nguy hại cho hệ sinh thái. Đây là một thách thức lớn cho môi trường bởi vì phải mất một thời gian rất lâu (có thể lên tới 500 năm, thậm chí 1 triệu năm) những túi nilon này mới có thể phân hủy được. Dưới áp lực về môi trường, các loại màng mỏng, túi nilon đã được chế tạo từ polyme có khả năng phân hủy sinh học như tinh bột đang ngày càng được quan tâm nhiều hơn nhằm làm giảm thiểu lượng chất thải rắn polyme vốn khó phân hủy trong môi trường. Theo Hội Tiêu chuẩn thử nghiệm và Vật liệu Mỹ, phân hủy sinh học là khả năng xảy ra phân hủy vật liệu thành CO2 , khí methane, nước, các hợp chất vô cơ hoặc sinh khối, trong đó cơ chế áp đảo là tác động của enzyme, của vi sinh vật đo được bằng các thử nghiệm chuẩn trong một thời gian xác định phản ánh điều kiện phân hủy. Theo quan điểm này, polyme phân hủy sinh học là loại polyme phải được phân hủy thông qua tác động của nước, không khí, enzyme và hoạt động của vi sinh vật, dẫn đến thay đổi lớn về cấu trúc hoá học của vật liệu thành những phân tử đơn giản không gây tác hại đến môi trường (như CO2 và nước) trong một thời gian nhất định. Do đó, polyme phân hủy sinh học hay polyme có khả năng chôn ủ được về bản chất là hoàn toàn khác biệt với các loại polyme dạng “bẻ gãy sinh học” hoặc “phân hủy quang - sinh học”, thực chất chỉ phân rã thành các mảnh nhỏ mắt thường khó phân biệt được [6]. Tuy nhiên, sự nhầm lẫn về bản chất phân hủy thực sự của các loại màng nhựa đang lưu hành hiện nay còn khá phổ biến.
Hình minh họa (Internet)
Ô nhiễm rác thải nhựa (nilon) đang là vấn đề nhức nhối trên toàn thế giới, trong đó Việt Nam thuộc nhóm 10 nước có mức ô nhiễm cao nhất. Chính vì vậy, việc nghiên cứu nhằm giảm thiểu ô nhiễm thông qua việc chế tạo và ứng dụng các loại polyme có khả năng phân hủy sinh học hoàn toàn là vô cùng cần thiết. Trong nghiên cứu này, màng vật liệu polyme blend trên cơ sở tinh bột sắn (TPS)/poly(butylene adipate-co-terephthalate - PBAT) tỷ lệ 40/60 được chế tạo bằng phương pháp trộn hợp nóng chảy trên máy đùn hai trục vít. Các phương pháp phân tích đánh giá các chỉ tiêu phân hủy sinh học theo tiêu chuẩn ASTM 6400 đã cho thấy, màng nhựa blend trên cơ sở TPS/PBAT trong điều kiện tạo compost hiếu khí có kiểm soát ở nhiệt độ 58°C và độ ẩm 55% có mức độ phân hủy sinh học tính theo lượng CO2 sinh ra đạt 91% sau 155 ngày, mức độ phân rã đạt 96% sau 53 ngày và sự có mặt của các sản phẩm phân hủy còn lại hoàn toàn không gây ảnh hưởng bất lợi nào tới môi trường đất. Kết quả nghiên cứu này khẳng định, màng nhựa PS/PBAT có khả năng phân hủy sinh học hoàn toàn trong các điều kiện chôn ủ compost công ghiệp, vì vậy sẽ rất phù hợp ứng dụng làm các sản phẩm dùng một lần như túi đựng đồ siêu thị, màng phủ đất nông nghiệp, túi ươm cây giống, túi đựng rác và các vật dụng một lần khác.
Tạp chí Khoa học và Công nghệ Việt Nam