[MARQUEE]Vấn đề giảm cấp sinh học của polymer trong đất[/MARQUEE]
1- Giới thiệu
a- Polymer giảm cấp sinh học (polymer tự hoại) và môi trường
Có nhiều công trình nghiên cứu quốc tế về polymer giảm cấp sinh học (polymer tự hoại) khi phơi trong các môi trường khác nhau. Tuy nhiên hầu hết các công trình nghiên cứu trên tập trung vào sự giảm cấp sinh học dưới các điều kiện phân hóa- mục ruỗng, còn các điều kiện khác thì không được để ý tới. Tiêu chuẩn về bao bì của châu Âu CEN TC261 SC4 WG2 và tiêu chuẩn Mỹ ASTM D20.96 cũng tập trung vào khả năng phân hóa của các chất dẻo. Trong đó các tiêu chuẩn này định nghĩa rõ các đặc tính cần có của chất dẻo để có thể tái sinh an toàn thành phân compost. Điều này xuất phát từ chính sách hoạch định và phát triển về quản lý chất thải rắn nhằm giảm thiểu việc chiếm dụng mặt bằng chôn thải và thúc đẩy việc tái sinh vật liệu. Tại châu Âu, thông tư về quản lý bao bì và chất thải từ bao bì 94/62/EC đã tuyên bố rằng các biện pháp xử lý sinh học ( làm phân compost và khí biogas) trên các chất thải bao bì được coi là một hình thức tái sinh vật liệu. Từ đây, các tiêu chuẩn và phương pháp đo lường được thiết lập để định rõ khả năng tương thích của chất dẻo trong các sản phẩm sau sử dụng khi chuyển chúng thành phân compost và thúc đẩy các nghiên cứu và chuẩn hóa.
b- Polymer tự hoại và đất
Một số sản phẩm làm từ polymer tự hoại lại không được tiêu hủy thông qua quá trình phân hóa (composting) sau khi nó hết được sử dụng. Thay vào đó, nó kết thúc thời gian phụ vụ của mình trong đất. Các chất dẻo tự hoại nói trên thường dùng trong các ứng dụng nông nghiệp. Chúng được biết đến là có thể tự hoại trong đất. Bởi đất nông nghiệp là môi trường cho sản xuất thực phẩm dành cho người và gia súc, sự hiện diện các tác động tiêu cực liên quan đến sự tiêu hủy tại chổ chất dẻo trong đất và sự tồn tại các sản phẩm phân hủy từ chất dẻo trong đất hiện đang là mối quan ngại hàng đầu. Việc định rõ các chuẩn mực trong xác định mức độ giảm cấp sinh học và mức độ gây độc sinh thái của chất dẻo trong đất đang được đòi hỏi cụ thể để làm rõ cũng như đánh giá mức độ an toàn khi tiếp thi các sản phẩm polymer tự hoại trong nông nghiệp
2- Polymer đến với đất như thế nào?
Polyemer vào trong đất có thể là có chủ đích hoặc ngẫu nhiên. Các lập luận để phân loại nói trên là quan trọng vì các điều kiện môi trường có thể khác nhau trong các trường hợp. Thực tế, có hai con đường chính mà chất dẻo khi hết thời gian phục vụ sẽ đi vào trong đất: thông qua các hoạt động nông trại và thông qua sinh hoạt.
a- Polymer tự hoại đi vào đất có chủ đích thông qua quá trình phân hóa (composting) và hoạt động nông trại
Phân compost thường được cho vào trong đất nông nghiệp để bổ sung hữu cơ. Phân compost chứa các mảnh đã phân cắt của bao bì. Các bao bì được làm từ chất dẻo có thể làm phân compost. Tiêu chuẩn về khả năng làm phân compost được thiết lập ở mức độ quốc tế đòi hỏi sự phân hóa hoàn toàn bao bì chỉ trong một chu kỳ phan hóa. Sản phẩm phân hóa cần đạt kích thước trung bình 2mm và đạt thời gian phân hóa không ít hơn ba tháng. Toàn bộ một sản phẩm bao bì thải sau khi phân hóa không còn sót lại bất kỳ mảnh nào có kích thước lớn hay còn duy trì hình dáng của sản phẩm bao bì nguyên thủy. Tuy vậy, một số mảnh nhỏ lớn hơn còn sót lại trong phân compost do chất dẻo không phân rã ra hết hoàn toàn. Sự phân hủy các phần tử chất dẻo là phải được lan trải trong đất và bị khoáng hóa trong môi trường này.
Hình 1- Sản xuất phân compost
Hình 2- Phân compost
Ngày nay , với kỹ thuật thâm canh hiện đại, sự thay thế polymer cổ điển bằng polymer tự hoại đang được quan tâm rộng rãi. Các sản phẩm dùng polymer tự hoại đã được thử nghiệm và ứng dụng thành công như màng phủ đất, màng che sương, ống tưới dẫn, dây giăng giàn, lưới hứng sương, chậu cây, phân bón th2i chậm, thuốc trừ sâu thải có kiểm soát, v.v… Riêng về màng phủ đất, năm 1991, châu Âu tiêu thụ 370 000 tấn. Nhưng con số này tăng lên đến 540 000 tấn vào năm 1999. Tại VN, tôi chưa tìm thấy có con số thống kê về lượng tiêu dùng loại màng phủ đất trong nông nghiệp. Tuy nhiên qua thực tế tại một nông trại gia đình ở Long Khánh, với diện tích 1 hectam trung bình một tháng của vụ dưa leo, người ta dùng hơn 20 kg màng. Nếu trồng liên tục trong năm, con số sẽ là 240 kg cho một hecta.
Hình 3: Màng phủ bọc đất ngăn cỏ dại cho luống rau
Ưu điểm của việc thay thế chất dẻo truyền thống bằng chất dẻo tự hoại tương ứng xuất phát từ các nguyên nhân kinh tế và môi trường. Nói chung, các vật dụng làm từ polymer truyền thống phải được loại bỏ sau khi sử dụng ( ví dụ màng phủ đất, màng che sương) hoặc được bỏ lại trên đất ( các bẫy pheromone). Việc loại bỏ và tiêu hủy chất dẻo truyền thống có thể gây tốn kém và khó thực hiện cho dù luật của các nước sở tại như ở châu Âu là bắt buộc phải xử lý. Các sản phẩm chất dẻo su sử dụng thường được thu gom lại và đem đi đốt bỏ hoặc tái sinh. Sự thiêu đốt không có thể kiểm soát được hoặc việc đem chôn trong các đồng ruộng gây ô nhiễm môi trường ( nguồn nước, đất trồng, không khí) và gây tích tụ chất dẻo khó phân hủy trong đất. Khi sử dụng những màng che sương, màng phủ đất tự hoại , ta sẽ tránh được việc thu gom và tiêu hủy các màng sau sử dụng. Bỏi vì các màng tự hoại sau đó sẽ được cắt vụn nhờ hoạt động cày xới đất sau thu hoạch và tiếp theo nhờ xu hướng tự hoại tại chổ trong môi trường đất của những chất dẻo này. Rõ ràng, để đảm bảo sự thành công thương mại các sản phẩm tự hoại, thời gian giảm cấp phải tương thích , phù hợp với ứng dụng , chủ yếu là tương thích thời vụ. Một sự giảm cấp quá nhanh là không thế chấp nhận được cho màng phủ đất vì nó sẽ sớm làm cỏ dại lan triển . Ngược lại, sự giảm cấp quá chậm của chất dẻo tự hoại cũng càng không thể chấp nhận vì các phần tử chất dẻo còn tồn tại gây ảnh hưởng cản trở sự phát triển của rễ cây trong đất.
b- Polymer đi vào trong đất không có chủ đích qua rác thải sinh hoạt.
Việc sử dụng các vật liệu tự hoại sẽ không làm tăng lượng rác thải này. Gánh nặng môi trường về lượng rác thải sinh hoạt từ bao bì sẽ là rất nghiêm trọng cho dù chúng ta có dùng vật liệu tự hoại. Chúng ta có thể thấy rất rõ qua rác thải giấy. Giấy có thể tự hoại và có xu hướng rã ra khi gặp ẩm. Tuy vậy, tã giấy bao bì giấy, báo,v.v… vẫn phải cần trải qua một thời gian khá lâu trước khi chúng tiêu biến hoàn toàn. Do đó, đã có nhiều dự luật đề xuất không cho phép có một khẳng định nào về khả năng tự hoại trong tự nhiên của rác thải sinh hoạt từ bao bì. Đồng thời, các luật này cũng yêu cầu không cho phép bất kỳ một chiến dịch quảng bá thương mại nào sau đó có khả năng gây ra một lượng lớn rác thải sinh hoạt. Nói cách khác, trong một cộng đồng dân cư có ý thức cao, vẫn có một số bất cẩn, kém ý thức xả rác gây tình trạng tồn tại rác thải sinh hoạt. Khả năng tự hoại của của chất dẻo là một nét tích cực trong việc giải quyết vấn đề rác thải sinh hoạt. Vì vậy, trong hướng tiếp cận của phòng thí nghiệm, việc xác định thời gian tự hoại của rác thải sinh hoạt là cần được triền khai. Các kết quả có thể sẽ không dùng cho mục đích thương mại nhưng nó sẽ là sự đánh giá toàn diện hơn về những lợi ích môi trường mà chất dẻo tự hoại đem lại. Các vật dụng từ chất dẻo như túi, giỏ, dao nhựa , cốc uống nước, bao bì thực phẩm thường bị vứt bỏ trên mặt đât. Sau thu gom, chúng thường được đem chôn. Môi trường đặc trưng cho việc chôn là rừng hoặc các hành lang dọc xa lộ.
(Còn tiếp)
