La বায়োপ্লাস্টিকের দ্রুত পচন এটি পদার্থ বিজ্ঞান এবং বর্জ্য ব্যবস্থাপনার অন্যতম প্রধান আলোচ্য বিষয়ে পরিণত হয়েছে। এবং এর যথেষ্ট কারণও রয়েছে: এই মুহূর্তে লক্ষ লক্ষ টন প্লাস্টিক ও মাইক্রোপ্লাস্টিক সমুদ্র, মাটি এবং নদীতে জমা হচ্ছে, যা বাস্তুতন্ত্রকে পঙ্গু করে দিচ্ছে এবং আমাদের খাদ্য শৃঙ্খলে প্রবেশ করছে। এই পরিস্থিতির সম্মুখীন হয়ে, নতুন ত্বরান্বিত অবক্ষয় বায়োপ্লাস্টিক প্লাস্টিকের কিছু সুবিধা ত্যাগ না করেই এর প্রভাব কমানোর একটি উপায় হিসেবে এগুলো আবির্ভূত হয়েছে।
সাম্প্রতিক বছরগুলোতে, প্রকল্পের সংখ্যা যা খুঁজছে সত্যিকারের টেকসই বায়োপ্লাস্টিকএমন প্যাকেজিং যা খণ্ড খণ্ড হয়ে যায় এবং অণুজীব দ্বারা সম্পূর্ণরূপে ভক্ষণযোগ্য, কাগজের চেয়েও দ্রুত সমুদ্রে বিলীন হয়ে যাওয়া ফোম, কোপলিমারের কল্যাণে জৈব-পচনশীল হয়ে ওঠা পুনর্ব্যবহৃত প্লাস্টিক, অথবা নির্দিষ্ট অণুজীব ও ভাইরাস দ্বারা শক্তিশালীকৃত কম্পোস্টিং প্রক্রিয়া যা পচন প্রক্রিয়াকে ত্বরান্বিত করে। এই সবকিছুই এক গভীর প্রতিফলনের সমান্তরালে ঘটে চলেছে। কোনো প্লাস্টিক জৈব-বিয়োজনযোগ্য হওয়ার অর্থ কী?এটি কম্পোস্টযোগ্য কিনা এবং কোনো চিহ্ন না রেখে বিলীন হয়ে যাওয়ার জন্য ঠিক কী কী শর্ত প্রয়োজন।
প্লাস্টিক ও মাইক্রোপ্লাস্টিকের সমস্যা
এর পরিমাণ মহাসাগর এবং বাস্তুতন্ত্রে প্লাস্টিক বর্জ্য এর পরিমাণ ক্রমাগত বাড়ছে। সাম্প্রতিক বৈজ্ঞানিক হিসাব অনুযায়ী, প্রায় ২৩ লক্ষ টন প্লাস্টিক সমুদ্রপৃষ্ঠে ভাসছে। এই বিশাল সংখ্যাটি হিমশৈলের চূড়া মাত্র, কারণ এর একটি উল্লেখযোগ্য অংশ ডুবে যায় বা ভেঙে ছোট ছোট কণায় পরিণত হয়।
বৈজ্ঞানিক সম্প্রদায়কে সবচেয়ে বেশি চিন্তিত করে যে বিষয়গুলো তা হলো ৫ মিলিমিটারের কম মাইক্রোপ্লাস্টিকক্ষুদ্র কণা যা সর্বত্র ছড়িয়ে আছে: জলে, বাতাসে, পলিতে, এমনকি প্রত্যন্ত অঞ্চলের বরফেও। এই কণাগুলো বড় বস্তুর ভাঙন এবং টায়ারের ঘর্ষণ, সিন্থেটিক পোশাক ধোয়া বা কিছু প্রসাধনী ও ব্যক্তিগত স্বাস্থ্যবিধি পণ্যে উপস্থিত ক্ষুদ্র কণার মতো প্রাথমিক উৎস থেকে আসে।
এই মাইক্রোপ্লাস্টিকগুলো শেষ পর্যন্ত সামুদ্রিক বাস্তুতন্ত্র পরিবর্তন করাএগুলো মাছ, পাখি এবং সামুদ্রিক স্তন্যপায়ী প্রাণীদের খাদ্য শৃঙ্খলে প্রবেশ করে এবং অবশেষে আমাদের, অর্থাৎ মানুষের খাদ্যে এসে পৌঁছায়। প্রমাণাদি স্বাস্থ্য ও জীববৈচিত্র্যের উপর এর সম্ভাব্য ক্ষতিকর প্রভাবের দিকে ইঙ্গিত করে, যার মধ্যে রয়েছে প্রদাহজনিত সমস্যা, হরমোনের ভারসাম্যহীনতা এবং প্লাস্টিকের সাথে সম্পর্কিত বিষাক্ত পদার্থের জৈব-সঞ্চয়ন।
তাছাড়া, এই ভাসমান কণাগুলো একসাথে জমাট বাঁধার প্রবণতা দেখায়, যা গঠন করে যা পরিচিত “প্লাস্টিকের দ্বীপ”যেখানে সমুদ্রস্রোত মিলিত হয়, সেইসব অঞ্চলে বিপুল পরিমাণে প্লাস্টিক জমা হয়। অনুমান করা হয় যে, পৃথিবীর উপরিভাগের জলে ১৫,০০০ থেকে ৫১,০০০ ট্রিলিয়ন মাইক্রোপ্লাস্টিক রয়েছে; এই প্রায় অকল্পনীয় সংখ্যাটিই তুলে ধরে যে প্লাস্টিক দূষণ কতটা নিয়ন্ত্রণের বাইরে চলে গেছে।
প্রচলিত প্লাস্টিক পচতে এত সময় লাগে কেন?
প্রচলিত কৃত্রিম প্লাস্টিক, যেমন ব্যাগের পলিথিন বা বোতলের পিইটি, নিম্নলিখিত উপাদান দিয়ে তৈরি হয়: খুব শক্তিশালী এবং নিষ্ক্রিয় পলিমারএদের দীর্ঘ আণবিক শৃঙ্খল পরিবেশে উপস্থিত অণুজীব দ্বারা সহজে আক্রান্ত হয় না এবং pH, তাপমাত্রা ও চাপের স্বাভাবিক অবস্থায় এরা রাসায়নিকভাবে প্রায় কোনো প্রতিক্রিয়া করে না।
এই বিপুল রাসায়নিক স্থিতিশীলতা প্লাস্টিককে অনুমতি দেয় পচতে শত শত বছর সময় লাগেআপনাকে একটা ধারণা দেওয়ার জন্য বলা যায়, একটি প্রচলিত প্লাস্টিকের বোতল সম্পূর্ণরূপে পচে যেতে প্রায় ৪৫০ বছর সময় লাগতে পারে, যেখানে একটি অপচনশীল প্লাস্টিকের ব্যাগের ক্ষেত্রে প্রায় দুই দশক সময় লাগতে পারে। এই প্রক্রিয়ার মধ্যে, এটি ক্রমশ ছোট ছোট টুকরোতে ভেঙে যায়, যা স্থায়ী মাইক্রোপ্লাস্টিকে পরিণত হয়।
বিপরীতে, উপকরণ যেমন জৈব বর্জ্য বা প্রাকৃতিক তন্তু ছত্রাক, ব্যাকটেরিয়া এবং মাটির অন্যান্য জীবের কার্যকলাপের ফলে (উদাহরণস্বরূপ, সেলুলোজ) তুলনামূলকভাবে দ্রুত পচে যায়। মূল বিষয়টি হলো, এদের গঠন জীবজগতের কাছে শনাক্তযোগ্য এবং বিপাকযোগ্য, অথচ অনেক কৃত্রিম প্লাস্টিক এই জৈবিক প্রক্রিয়াগুলোর কাছে কার্যত “অদৃশ্য” থাকে।
এর এই প্রায় অমোচনীয় প্রকৃতি এবং তার সাথে একবার ব্যবহারযোগ্য প্লাস্টিকের ব্যাপক ব্যবহার এমন একটি সমস্যার জন্ম দিয়েছে, যাকে জাতিসংঘ ইতিমধ্যেই অন্যতম প্রধান সমস্যা হিসেবে বিবেচনা করে। আমাদের সময়ের সবচেয়ে জরুরি পরিবেশগত চ্যালেঞ্জগুলিপ্রতি মিনিটে প্রায় দশ লক্ষ প্লাস্টিকের বোতল কেনা হয় এবং বছরে প্রায় পাঁচ ট্রিলিয়ন ব্যাগ ব্যবহৃত হয়; এই পণ্যগুলির মধ্যে অনেকগুলোই কেবল একবার ব্যবহারের জন্য তৈরি করা হয় এবং ব্যবহারের পরপরই আবর্জনার স্তূপে গিয়ে জমা হয়।
বায়োপ্লাস্টিক বলতে ঠিক কী বোঝায়?
শব্দটি বায়োপ্লাস্টিক এই পরিভাষাটি বহুল ব্যবহৃত হয় এবং কখনও কখনও বিভ্রান্তিকরভাবে প্রয়োগ করা হয়। কোনো উপাদানকে বায়োপ্লাস্টিক বলা যেতে পারে যদি তা নিম্নলিখিত শর্তগুলির মধ্যে অন্তত একটি পূরণ করে: এটি সম্পূর্ণ বা আংশিকভাবে উৎপাদিত হয় জৈব উৎসের কাঁচামাল (যেমন ভুট্টা, আখ বা সেলুলোজ) জৈব-বিয়োজনযোগ্য, অথবা একই সাথে উভয় বৈশিষ্ট্যই ধারণ করে।
তাত্ত্বিকভাবে, প্রায় যেকোনো কিছু থেকেই ব্যবহারযোগ্য বায়োপ্লাস্টিক পাওয়া যেতে পারে। কৃষি বা খাদ্য বর্জ্যফল ও সবজির উচ্ছিষ্ট, খাদ্য শিল্পের উপজাত, বনজ বর্জ্য ইত্যাদি। বাস্তবে, বর্তমানে সবচেয়ে প্রচলিত উৎসগুলো ভুট্টা, আখ বা কাঠের মণ্ডের মতো ফসল থেকে প্রাপ্ত হয়, এছাড়াও অন্যান্য নবায়নযোগ্য সম্পদও রয়েছে, এবং কিছু নির্দিষ্ট উন্নয়নও ঘটছে, যেমন দুধ-ভিত্তিক বায়োপ্লাস্টিক.
এটা জোর দিয়ে বলা উচিত যে বায়োপ্লাস্টিক স্বয়ংক্রিয়ভাবে বায়োডিগ্রেডেবল-এর সমার্থক নয়।নবায়নযোগ্য সম্পদ থেকে তৈরি এমন কিছু বায়োপ্লাস্টিক রয়েছে, যেগুলোর পরিবেশগত প্রভাবের দিক থেকে আচরণ প্রচলিত প্লাস্টিকের মতোই। আবার এমন কিছু বায়োপ্লাস্টিকও আছে, যেগুলো কেবল খুব নির্দিষ্ট পরিস্থিতিতেই (সাধারণত শিল্পভিত্তিক কম্পোস্টিং-এর ক্ষেত্রে) পচে যায়। এই কারণেই পণ্যটির সাথে থাকা সার্টিফিকেশন এবং মানগুলোর প্রতি মনোযোগ দেওয়া অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।
ইউরোপে, কোনো উপাদানের কম্পোস্টযোগ্যতা নিম্নলিখিত মানদণ্ড অনুসরণ করে মূল্যায়ন করা হয়, যেমন— EN 13432 এবং EN 14995কম্পোস্টযোগ্য প্লাস্টিককে শুধু কম্পোস্টিং কেন্দ্রে একটি নির্দিষ্ট সময়ের মধ্যে পচে গেলেই হবে না, বরং এটি কোনো বিষাক্ত অবশিষ্টাংশও রাখবে না এবং এমন কম্পোস্ট তৈরি করবে যা মাটির পুষ্টি উপাদান হিসেবে ব্যবহার করা যায়।
বর্তমান বায়োপ্লাস্টিকের সুবিধা এবং সীমাবদ্ধতা
সুপরিকল্পিত বায়োপ্লাস্টিকের প্রধান গুণ হলো তাদের পরিবেশগত প্রভাব কম হওয়ার সম্ভাবনাযেহেতু এগুলো নবায়নযোগ্য উৎস থেকে তৈরি অথবা এদের গঠন পচনশীল, তাই এগুলো জীবাশ্ম জ্বালানির ব্যবহার কমাতে পারে এবং ক্ষেত্রবিশেষে পরিবেশে বর্জ্যের অবস্থানকালও সংক্ষিপ্ত করতে পারে।
একটি বায়োপ্লাস্টিকের অবক্ষয়ের হার এর উপর নির্ভর করে অভ্যন্তরীণ এবং পরিবেশগত বৈশিষ্ট্যঅণুজীবের পর্যাপ্ত উপস্থিতিযুক্ত আর্দ্র পরিবেশে, সাধারণত শুষ্ক বা শীতল পরিবেশের তুলনায় পচন দ্রুততর হয়। তবে, পরিস্থিতি অনুকূল না হলে, ক্ষয়ের সময়কাল সবসময় কৃত্রিম প্লাস্টিকের চেয়ে খুব বেশি কম হয় না।
অনেক বায়োপ্লাস্টিক এমনভাবে ডিজাইন করা হয় যাতে শিল্প কম্পোস্টিংএই পরিবেশে উচ্চ তাপমাত্রা, নিয়ন্ত্রিত আর্দ্রতা এবং সর্বোত্তম বায়ুচলাচলের পাশাপাশি একটি অত্যন্ত সক্রিয় অণুজীব সম্প্রদায়ও বজায় থাকে। এই পরিস্থিতিতে, পলিল্যাকটিক অ্যাসিড (পিএলএ)-এর মতো পদার্থ মাত্র ২ থেকে ৬ মাসের মধ্যে পচে যেতে পারে। একটি সাধারণ আবর্জনাভূমিতে, অক্সিজেনের অভাব এবং নিম্ন তাপমাত্রার কারণে, একই পদার্থের পচতে কয়েক বছর সময় লাগতে পারে।
আরেকটি সুবিধা হলো যে বায়োপ্লাস্টিক উৎপাদনকে সমর্থন করা যেতে পারে নবায়নযোগ্য শক্তি এবং চক্রাকার প্রক্রিয়াগ্রিনহাউস গ্যাস নির্গমন হ্রাস করে। তবে, বর্তমানে এর উৎপাদন খরচ প্রচলিত প্লাস্টিকের চেয়ে বেশি, যা এর ব্যাপক ব্যবহারকে সীমিত করে, যদিও উৎপাদন বাড়ার সাথে সাথে পরিস্থিতির উন্নতির ইঙ্গিত পাওয়া যায়।
যাই হোক, কৃত্রিম প্লাস্টিক বা জৈব-প্লাস্টিক কোনোটিই প্রকৃতিতে ফেলে দেওয়া উচিত নয়। জৈব-প্লাস্টিক সঠিকভাবে ব্যবস্থাপনা করা হলে আরও ভালোভাবে পচে যাওয়ার জন্য তৈরি করা হয়, উদাহরণস্বরূপ, জৈব অংশে তাদের জমা করা যখন সেগুলি কম্পোস্টযোগ্য হয় এবং সংগ্রহ ব্যবস্থা তার অনুমতি দেয়। যদি সেগুলি সমুদ্র বা নদীতে গিয়ে পড়ে, তবে সেগুলি প্লাস্টিক বা মাইক্রোপ্লাস্টিক বর্জ্য তৈরি করতে পারে, যদিও কিছু নকশায় এগুলি অণুজীব দ্বারা আরও সহজে ভক্ষণযোগ্য হয়।
বায়োপ্লাস্টিক যা কম্পোস্টে এবং পরিবেশে দ্রুত পচে যায়।
সবচেয়ে উল্লেখযোগ্য অগ্রগতিগুলোর মধ্যে একটি এসেছে ব্রাজিলের একটি গবেষণা দল থেকে, যারা একটি উদ্ভাবন করেছে আবদ্ধ জৈব-সক্রিয় কণা সহ বায়োপ্লাস্টিক গাজর বা চিয়া বীজের মতো কার্যকরী খাদ্য থেকে প্রাপ্ত এই কণাগুলোকে পলিমার ম্যাট্রিক্সের সাথে যুক্ত করা হয়, যা এমন "দুর্বল স্থান" তৈরি করে যা অণুজীবের আক্রমণকে উৎসাহিত করে।
একটি আন্তর্জাতিক পলিমার বিজ্ঞান জার্নালে প্রকাশিত ফলাফল অনুসারে, এই উপাদানটি প্রায় প্রায় ১৮০ দিনে এর ভরের ৯০% সর্বোত্তম কম্পোস্টিং পরিস্থিতিতে। মজার ব্যাপার হলো, প্যাকেজিং পরিবেশে ফেলে রাখলেও আর্দ্রতা, তাপমাত্রা এবং স্থানীয় জীবজগতের সম্মিলিত প্রভাবে এর পচন তুলনামূলকভাবে দ্রুত হয়।
অন্যান্য সকল পলিমারিক উপাদানের মতো, এই বায়োপ্লাস্টিকটিও পচনের সময় মাইক্রোপ্লাস্টিক তৈরি করে। প্রচলিত সিন্থেটিক প্যাকেজিং থেকে এর প্রধান পার্থক্য হলো... উৎপন্ন খণ্ডাংশগুলি সম্পূর্ণরূপে ব্যবহৃত হয়। অণুজীব দ্বারা ভেঙে যায় বলে কোনো কণা দীর্ঘমেয়াদে স্থায়ী থাকে না। কিন্তু কৃত্রিম প্লাস্টিকের ক্ষেত্রে, এই মাইক্রোপ্লাস্টিকগুলো জমা হতে থাকে এবং কয়েক দশক বা শতাব্দী ধরে পরিবেশে থেকে যায়।
এই বায়োপ্লাস্টিকটি প্রাথমিকভাবে উদ্দিষ্ট একবার ব্যবহারযোগ্য অ্যাপ্লিকেশনপাত্র, ব্যাগ, ট্রে এবং অন্যান্য পণ্য যা অল্প ব্যবহারের পরেই বর্জ্যের সাথে মিশে যায়। এটি প্রচলিত সিন্থেটিক পলিমারের মতো পুনর্ব্যবহারযোগ্য নয়, কিন্তু এই প্রকল্পের মূল উদ্দেশ্য হলো এমন উপকরণ দিয়ে একবার ব্যবহারযোগ্য প্লাস্টিকের এই অংশটিকে অন্তর্ভুক্ত করা, যা দীর্ঘস্থায়ী পরিবেশগত দায় তৈরি করে না।
প্রকল্পের প্রধান গবেষক জোর দিয়ে বলেন যে কৃত্রিম পলিমারের প্রয়োজনীয়তা অব্যাহত থাকবে। গাড়ির যন্ত্রাংশ, মহাকাশযানের উপাদান বা সুরক্ষামূলক সরঞ্জামের মতো উচ্চ স্থায়িত্ব ও নির্দিষ্ট কর্মক্ষমতা প্রয়োজন এমন গুরুত্বপূর্ণ ক্ষেত্রগুলিতে, মূল বিষয়টি হলো প্রচলিত প্লাস্টিকগুলিকে এই দীর্ঘস্থায়ী ব্যবহারের জন্য সংরক্ষিত রাখা এবং বাকিগুলিকে জৈব-বিয়োজনযোগ্য পলিমার ও উন্নত বায়োপ্লাস্টিক দিয়ে প্রতিস্থাপন করা।
বর্জ্য শোধনাগারে জৈব-অবক্ষয় ত্বরান্বিত করা
যদিও কম্পোস্টযোগ্য বায়োপ্লাস্টিকগুলি নিয়ন্ত্রিত পরিস্থিতিতে বিলীন হয়ে যাওয়ার জন্য তৈরি করা হয়, বাস্তবে অনেক কম্পোস্টিং এবং অ্যানেরোবিক ডাইজেশন প্ল্যান্ট সাধারণ প্রক্রিয়াকরণের সময়ের মধ্যে এগুলো সম্পূর্ণরূপে পচে যায় না। এর ফলে চূড়ান্ত কম্পোস্টে প্লাস্টিকের অবশিষ্টাংশ থেকে যায় এবং সার হিসেবে এর ব্যবহার জটিল হয়ে পড়ে।
এই প্রতিবন্ধকতা মোকাবেলায়, একটি প্লাস্টিক প্রযুক্তি প্রতিষ্ঠানের নেতৃত্বাধীন একটি কনসোর্টিয়াম এমন একটি প্রকল্পের সমন্বয় করছে যা বেশ উদ্ভাবনী একটি সমাধান প্রস্তাব করে: বিভিন্ন উপাদানের সংমিশ্রণ ব্যবহার করা। বিশেষায়িত অণুজীব এবং ব্যাকটেরিওফাজ (ফাজ) ভাইরাস জৈব বর্জ্য প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতিতে কম্পোস্টযোগ্য বায়োপ্লাস্টিকের পচন প্রক্রিয়াকে ত্বরান্বিত করা।
এই পদ্ধতিটি দুটি পরিপূরক কর্মপন্থা নিয়ে গঠিত। একদিকে, এমন ফাজ ব্যবহার করা হয় যা তারা সেই ব্যাকটেরিয়াগুলোকে আক্রমণ করে যা বাধা সৃষ্টি করে। অথবা তারা জৈব-বিয়োজনকারী অণুজীবদের সাথে প্রতিযোগিতা করে, ফলে প্লাস্টিক ভাঙতে সক্ষম প্রজাতিগুলোর জন্য পথ পরিষ্কার হয়ে যায়। অন্যদিকে, কম্পোস্টযোগ্য পলিমার আক্রমণ করার উচ্চ ক্ষমতা সম্পন্ন অণুজীবদের প্রবর্তন বা উন্নত করা হয়, যা তাদের উপস্থিতি এমন মাত্রায় জোরদার করে যে প্রক্রিয়াটি অনেক বেশি কার্যকর হয়ে ওঠে।
গবেষকরা জোর দেন যে মূল বিষয় হলো শনাক্ত করা। কোন অণুজীবগুলি সবচেয়ে সক্রিয় প্রতিটি ধরণের বায়োপ্লাস্টিকের জন্য এবং পুরো পরিশোধন প্রক্রিয়া জুড়ে সেগুলোর পর্যাপ্ত পরিমাণে উপস্থিতি নিশ্চিত করা। এই পদ্ধতিগুলোর কার্যকারিতা ও পরিবেশগত সুরক্ষা উভয়ই নিশ্চিত করার জন্য, জৈব-অবক্ষয় এবং খণ্ডীকরণের বর্তমান মান অনুসরণ করে পরীক্ষাগার, পাইলট এবং শিল্প-স্তরের ট্রায়ালের পরিকল্পনা করা হয়েছে।
এই কৌশলের অন্যতম প্রধান সুবিধা হলো যে এর জন্য বিদ্যমান সুবিধাসমূহ পরিবর্তন করার প্রয়োজন নেই।বর্জ্য ব্যবস্থাপনা কেন্দ্রগুলো নতুন যন্ত্রপাতিতে উল্লেখযোগ্য বিনিয়োগ ছাড়াই এই অণুজীব ও ফাজ কনসোর্টিয়াগুলোকে তাদের বিদ্যমান প্রক্রিয়ার সাথে একীভূত করতে পারে। এই খাতের কোম্পানিগুলোর জন্য, এটি তাদের সম্পূর্ণ পরিকাঠামো ঢেলে না দিয়েই বায়োপ্লাস্টিক প্রক্রিয়াকরণ উন্নত করার এবং বাতিল পণ্যের পরিমাণ কমানোর একটি সুযোগ।
চূড়ান্ত লক্ষ্য হল একটি বিকাশ করা উদ্ভাবনী ত্বরান্বিত জৈব-অবক্ষয় প্রক্রিয়া পরিবেশগতভাবে নিরাপদ এবং চক্রাকার অর্থনীতির নীতির সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ, পচনশীল জৈব-প্লাস্টিক। এর মাধ্যমে, কাঁচামাল (উচ্চ-মানের কম্পোস্ট) এবং শক্তি উভয় রূপেই জৈব অংশের সদ্ব্যবহার বৃদ্ধি করা এবং পরিবেশে প্লাস্টিকের উপস্থিতি একেবারে ন্যূনতম পর্যায়ে কমিয়ে আনাই লক্ষ্য।
সমুদ্রে অতি দ্রুত পরিবর্তনশীল বায়োপ্লাস্টিক: ফোমযুক্ত সেলুলোজ ডায়াসেটেটের দৃষ্টান্ত
উদ্ভাবনের আরেকটি ক্ষেত্র মনোযোগ দেয় একবার ব্যবহারযোগ্য প্লাস্টিকের ফোম পণ্যযেমন ট্রে, প্যাকেজিং বা ইনসুলেশন সামগ্রী, যেগুলো প্রায়শই সমুদ্রে গিয়ে মেশে এবং সহজে পচে যায় না। পলিস্টাইরিন ফোম এর একটি ভালো উদাহরণ: হালকা, সস্তা এবং সামুদ্রিক পরিবেশে খুব টেকসই।
মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের একটি সমুদ্রবিজ্ঞান প্রতিষ্ঠানের গবেষকরা বছরের পর বছর ধরে এটি বোঝার জন্য কাজ করে চলেছেন যে কীভাবে সমুদ্রে বিভিন্ন ধরণের প্লাস্টিক পচে যায়কোন পণ্যগুলো দূষণে সবচেয়ে বেশি অবদান রাখে এবং সামুদ্রিক পরিবেশে কীভাবে সত্যিকারের পচনশীল বিকল্প ডিজাইন করা যায়। এই জ্ঞানের উপর ভিত্তি করে, তারা সেলুলোজ ডায়াসিটেট (সিডিএ) ভিত্তিক একটি ফোম তৈরি করেছেন, যা কাঠের মণ্ড থেকে প্রাপ্ত একটি পলিমার।
এই উন্নয়নের অভিনবত্ব হলো যে, উপাদানে প্রবর্তন করার মাধ্যমে ফেনা তৈরির প্রক্রিয়ার মাধ্যমে ছোট ছিদ্রএই প্রক্রিয়ার ফলে সিডিএ ফোম সমতুল্য কঠিন সিডিএ-এর তুলনায় ১৫ গুণ পর্যন্ত দ্রুত ক্ষয়প্রাপ্ত হয়। বাস্তব সামুদ্রিক অবস্থার অনুকরণে পরীক্ষাগারে করা পরীক্ষায়, সিডিএ ফোম ৩৬ সপ্তাহের মধ্যে তার ভরের ৬৫% থেকে ৭০% হারিয়েছে।
বিজ্ঞানীরা বিভিন্ন উপকরণ—প্রচলিত প্লাস্টিক, কাগজ, কঠিন সিডিএ এবং ফোমযুক্ত সিডিএ—দিয়ে তৈরি স্ট্র-গুলোরও তুলনা করেছেন। তারা লক্ষ্য করেছেন যে ফোমযুক্ত সিডিএ স্ট্রগুলি ১৯০% দ্রুত ক্ষয়প্রাপ্ত হয়েছিল। নিরেট সিডিএ স্ট্র-এর চেয়ে, এবং পরিবেশে কাগজের স্ট্র-এর চেয়েও এর জীবনকাল আরও কম। তাপমাত্রা, আলো এবং জল নবায়নের মতো চলকগুলির সতর্ক নিয়ন্ত্রণের মাধ্যমে সমুদ্রের অণুজীবীয় গতিপ্রকৃতির বেশ নির্ভুল প্রতিরূপ তৈরি করা সম্ভব হয়েছে।
উপাদান প্রকৌশলের দৃষ্টিকোণ থেকে, জৈব-বিয়োজনযোগ্য ফোমের ব্যবহার বিশেষভাবে আকর্ষণীয়, কারণ এগুলো হলো বস্তুগতভাবে দক্ষএগুলো কম উপাদান ব্যবহার করে একই কার্যকারিতা প্রদান করে, ফলে খরচ এবং সংশ্লিষ্ট প্রভাব হ্রাস পায়। অধিকন্তু, যদি এগুলো সামুদ্রিক পরিবেশে জৈব-বিয়োজনযোগ্য পলিমার দিয়ে তৈরি করা হয়, তবে প্রচলিত প্লাস্টিকের তুলনায় এদের স্থায়িত্ব উল্লেখযোগ্যভাবে কমে যায়।
এই সিডিএ ফোমগুলির সবচেয়ে জরুরি প্রয়োগ হল পলিস্টাইরিন ফোম প্রতিস্থাপন খাদ্য প্যাকেজিং এবং অন্যান্য একবার ব্যবহারযোগ্য পণ্যগুলিতে, যা প্রায়শই সমুদ্রে গিয়ে মেশে। প্রকৃতপক্ষে, ফোমড সিডিএ দিয়ে তৈরি হালকা ও কম্পোস্টযোগ্য ট্রে ইতিমধ্যেই বাজারে আনা হচ্ছে, যা বিদ্যমান উৎপাদন লাইনে কোনো পরিবর্তন না এনেই শিল্প খাদ্য প্যাকেজিংয়ে প্লাস্টিকের ট্রে প্রতিস্থাপন করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে।
শিক্ষাঙ্গন এবং বায়োপ্লাস্টিক শিল্পের মধ্যে ঘনিষ্ঠ সহযোগিতার ফলেই এই উন্নয়ন সম্ভব হয়েছে, যা কেবল একটি পুঙ্খানুপুঙ্খ বোঝাপড়ার সুযোগই দেয়নি, বরং সমুদ্রে CDA জৈব-অবক্ষয়তবে নতুন উপাদানটি যেন বৃহৎ পরিসরে উৎপাদনযোগ্য হয় এবং বাস্তব ক্ষেত্রে ব্যবহার করা যায়, তাও নিশ্চিত করতে হবে। সংশ্লিষ্ট সংস্থাগুলো উল্লেখ করেছে যে, ভোগ্যপণ্যে পচনশীল উপাদানের ব্যবহার প্লাস্টিক দূষণ কমাতে এবং আরও টেকসই উৎপাদন ও ভোগ মডেলের দিকে এগিয়ে যাওয়ার একটি মৌলিক পদক্ষেপ।
পুনর্ব্যবহৃত পচনশীল প্লাস্টিক যা ৪৫ দিনের মধ্যে মাটিতে মিশে যায়।
সম্পূর্ণ নতুন বায়োপ্লাস্টিক তৈরির পাশাপাশি, গবেষণার আরেকটি সম্ভাবনাময় ধারা হলো... বিদ্যমান প্লাস্টিককে রূপান্তর করুন উন্নত পুনর্ব্যবহার রাসায়নিক বিক্রিয়ার মাধ্যমে জৈব-পচনশীল পদার্থ তৈরি করা হয়। এর একটি উল্লেখযোগ্য উদাহরণ হলো ব্রাজিলীয় এবং ফরাসি গবেষকদের দ্বারা ব্যবহৃত পিইটি (PET) প্যাকেজিং থেকে তৈরি একটি জৈব-পচনশীল প্লাস্টিক, যা সাধারণত পানীয়ের বোতলে ব্যবহৃত একটি পলিমার।
PET হল একটি অত্যন্ত প্রতিরোধী অ্যারোমেটিক পলিমারPET-এর গঠনে বেনজিন বলয় থাকায়, এটি সাধারণ পরিবেশগত পরিস্থিতিতে কার্যত পচনশীল নয়। কোনো আবর্জনাভূমি বা প্রাকৃতিক পরিবেশ থেকে এটি বিলীন হতে এক শতাব্দী বা তারও বেশি সময় লাগতে পারে। এই পরিস্থিতি বদলাতে, বৈজ্ঞানিক দলটি পুনর্ব্যবহৃত PET-এর সাথে একটি অ্যালিফ্যাটিক পলিয়েস্টার মিশ্রিত করেছে, যা এক ধরনের মুক্ত-শৃঙ্খল পলিমার এবং মাটির অণুজীব দ্বারা সহজেই ভক্ষণযোগ্য।
উভয় উপাদান মিশ্রিত করে এবং একটি সংশ্লেষণ করে PET-অ্যালিফ্যাটিক পলিয়েস্টার কোপলিমারতারা এমন একটি উপাদান তৈরি করতে সফল হয়েছেন যা মাত্র ৪৫ দিনে মাটিতে জৈবিকভাবে পচে যায়। পলিমারাইজেশনের সময় ব্যবহৃত প্রতিটি উপাদানের অনুপাত এবং অনুঘটক অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ: পরীক্ষায় দেখা গেছে, ২০% অ্যালিফ্যাটিক পলিয়েস্টারযুক্ত নমুনাগুলো ৪৫ দিন পর ক্ষয় হতে শুরু করে, অপরদিকে ৪০% যুক্ত নমুনাগুলো একই সময়ে আরও তীব্র ক্ষয়প্রাপ্ত হয়।
পলি(ট্রাইমিথিলিন সেবাসেট) (PTS) নিয়ে এই যুগান্তকারী আবিষ্কারের আগে, দলটি ইতোমধ্যেই আরেকটি অ্যালিফ্যাটিক পলিয়েস্টার, পলি(ইথিলিন অ্যাডিপেট) (PEA)-এর সাথে PET কোপলিমার সংশ্লেষণ করেছিল, যা প্রায় সাত মাস পর মাটিতে জৈবিকভাবে পচন শুরু করে—যা বিচ্ছিন্ন PET-এর ক্ষেত্রে প্রয়োজনীয় একশ বছরের তুলনায় একটি বিশাল উন্নতি। PTS-এর পরিমাণ বৃদ্ধি একটি মূল নিয়ামক হিসেবে প্রমাণিত হয়েছে। জৈব-অবক্ষয়কে ব্যাপকভাবে ত্বরান্বিত করুন.
সংশ্লেষণ প্রক্রিয়াটি তুলনামূলকভাবে সহজ: ব্যবহৃত পিইটি বোতলগুলো ধুয়ে, টুকরো টুকরো করে কাটা হয় এবং নির্বাচিত অ্যালিফ্যাটিক পলিয়েস্টার অংশের সাথে একটি কাচের রিঅ্যাক্টরে রাখা হয়। একটি নিষ্ক্রিয় নাইট্রোজেন পরিবেশে, উচ্চ তাপমাত্রায় এবং যান্ত্রিকভাবে নাড়াচাড়া করার সময় একটি অনুঘটক যোগ করা হয় এবং পলিমারাইজেশন বিক্রিয়াটি সংঘটিত হয়, যার ফলে একটি নতুন প্লাস্টিক তৈরি হয়। বিভিন্ন যান্ত্রিক, তাপীয় এবং জৈব-অবক্ষয় বৈশিষ্ট্য মূল PET-তে।
এই উপাদানটির সম্ভাব্য প্রয়োগগুলোর মধ্যে অন্তর্ভুক্ত রয়েছে বিভিন্ন পণ্য। দ্রুত বাতিল করুন যেমন চারাগাছের টব, টুথব্রাশের হাতল, ফোন কার্ড (যেসব দেশে এখনও ব্যবহৃত হয়), বা প্রসাধনীর পাত্র। যেহেতু এগুলো পুনর্ব্যবহৃত PET থেকে তৈরি, তাই এগুলোর গুণাগুণ ভার্জিন PET-এর মতো ততটা উন্নত নয়, কিন্তু স্বল্পস্থায়ী জিনিসপত্রের জন্য এটি কোনো সমস্যা নয়। মূল বিষয়টি হলো, একবার ফেলে দেওয়ার পর এই পণ্যগুলো পরিবেশে কয়েক দশক ধরে থেকে যায় না।
নতুন প্লাস্টিকের আচরণ পরীক্ষা করার জন্য, নমুনাগুলোকে পাত্রে পুঁতে রেখে জৈব-অবক্ষয় পরীক্ষা করা হয়েছিল। পুরোনো মাটি এবং উচ্চ আর্দ্রতা (৮৫% থেকে ৯৫% এর মধ্যে)। নিয়মিত বিরতিতে ইলেকট্রন মাইক্রোস্কোপি এবং অন্যান্য উন্নত তাপীয় ও রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য নিরূপণ কৌশল ব্যবহার করে বিশ্লেষণের জন্য নমুনার টুকরো সংগ্রহ করা হয়েছিল, যার মাধ্যমে অবক্ষয়ের মাত্রা যাচাই করা হয়।
মজার ব্যাপার হলো, দলটি প্রক্রিয়াটির পেটেন্ট না করার সিদ্ধান্ত নিয়েছিল, এই উদ্দেশ্যে যে বাস্তব সমাধান বিদ্যমান তা প্রদর্শন করতে এই গবেষণাটি ল্যান্ডফিল ও ডাম্পে পিইটি কন্টেইনার জমা হওয়ার সমস্যার সমাধান করে এবং রাসায়নিক পুনর্ব্যবহার ও জৈব-বিয়োজনযোগ্য কোপলিমার বিষয়ে বিশেষজ্ঞদের প্রশিক্ষণকে উৎসাহিত করে। এই গবেষণার ফলস্বরূপ বেশ কয়েকটি মাস্টার্স ও ডক্টরাল থিসিস তৈরি হয়েছে, যেখানে কোপলিমারের গঠন কীভাবে এর বৈশিষ্ট্য এবং মাটির অণুজীবের উপস্থিতিতে এর আচরণকে প্রভাবিত করে, তা নিয়ে গভীরভাবে অনুসন্ধান করা হয়েছে।
বিভিন্ন ধরনের জৈব-পচনশীল প্লাস্টিক পচতে কত সময় লাগে?
নির্দিষ্ট কিছু ক্ষেত্র ছাড়াও, একটি সাধারণ ধারণা থাকা সহায়ক। অবক্ষয়ের সময়সীমা কিছু সাধারণ জৈব-বিয়োজনযোগ্য প্লাস্টিক এবং যে কারণগুলো এই প্রক্রিয়াগুলোকে সবচেয়ে বেশি প্রভাবিত করে, সে সম্পর্কে আলোচনা করা হয়েছে। এর মাধ্যমে আমরা প্রতিটি প্রেক্ষাপটে “জৈব-বিয়োজনযোগ্য” বলতে ঠিক কী বোঝায়, তা নির্ধারণ করতে পারি।
পরিবেশগত কারণগুলোর মধ্যে, তাপমাত্রা, আর্দ্রতা এবং অক্সিজেনের প্রাপ্যতা এই বিষয়গুলো অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। শিল্পভিত্তিক কম্পোস্টিং পরিবেশে, যেখানে উচ্চ তাপমাত্রা, পর্যাপ্ত বায়ুচলাচল এবং সর্বোত্তম আর্দ্রতা বজায় রাখা হয়, সেখানে অণুজীবগুলো পূর্ণ ক্ষমতায় কাজ করে এবং পচনশীল প্লাস্টিক কয়েক সপ্তাহ বা কয়েক মাসের মধ্যেই ভেঙে যায়। অন্যদিকে, ল্যান্ডফিলে অক্সিজেনের অভাব এবং নিম্ন তাপমাত্রার কারণে একই উপাদান অনেক ধীরে ধীরে পচে যায়।
আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ ফ্যাক্টর হল জৈব-বিয়োজনযোগ্য পলিমারের প্রকারভেদউদাহরণস্বরূপ, পলিল্যাকটিক অ্যাসিড (পিএলএ), যা ভুট্টার মতো উৎস থেকে উৎপাদিত হয়, সাধারণত একটি শিল্পভিত্তিক কম্পোস্টিং কেন্দ্রে ২ থেকে ৬ মাসের মধ্যে পচে যায়। এর বিপরীতে, ল্যান্ডফিলে এর পচতে কয়েক বছর সময় লাগতে পারে। পলিহাইড্রোক্সিঅ্যালকানোয়েটস (পিএইচএ), যা নির্দিষ্ট কিছু ব্যাকটেরিয়া দ্বারা সংশ্লেষিত হয়, আদর্শ পরিস্থিতিতে ৬ মাসেরও কম সময়ে পচে যেতে পারে, অন্যদিকে স্টার্চ-ভিত্তিক প্লাস্টিক (যেমন অনেক বায়োডিগ্রেডেবল ব্যাগ) শিল্পভিত্তিক কম্পোস্টিং-এ ৩ থেকে ৬ মাস এবং প্রতিকূল প্রাকৃতিক পরিস্থিতিতে ১ থেকে ২ বছর সময় নেয়।
El উপাদানের পুরুত্ব এবং গঠন অন্যান্য কারণও ভূমিকা রাখে। পাতলা ফিল্ম এবং পচন ত্বরান্বিত করার জন্য সংযোজকযুক্ত পণ্যগুলি, এই ধরনের শক্তিবর্ধক ছাড়া পুরু অংশ বা ফর্মুলেশনের চেয়ে দ্রুত ক্ষয়প্রাপ্ত হয়। তাই, একই ধরনের পলিমার দিয়ে তৈরি দুটি বস্তুর ক্ষয়কাল তাদের নকশা এবং ব্যবহারের উপর নির্ভর করে খুব ভিন্ন হতে পারে।
অনেক ব্যাগে ব্যবহৃত লো-ডেনসিটি পলিথিনের মতো প্রচলিত প্লাস্টিকের তুলনায়, যা পচতে ৫০০ থেকে ১০০০ বছর সময় নিতে পারে, বায়োডিগ্রেডেবল প্লাস্টিক তাত্ত্বিকভাবে একটি কয়েকগুণ উন্নতিরতবে, এই সুবিধাটি তখনই পাওয়া যায়, যখন বর্জ্যটি সঠিকভাবে ব্যবস্থাপনা করা হয় এবং যে শর্তাধীনে এটি তৈরি করা হয়েছিল, সেই শর্তাধীনে রাখা হয়।
পরিশেষে, এটা মনে রাখা গুরুত্বপূর্ণ যে সব বায়োপ্লাস্টিক প্রাকৃতিক পরিবেশে সম্পূর্ণরূপে পচে যায় না। পিএলএ-এর মতো কিছু বায়োপ্লাস্টিককে জরুরি ভিত্তিতে প্রক্রিয়াজাত করার প্রয়োজন হয়। নির্দিষ্ট কম্পোস্টিং পরিকাঠামো তাদের লেবেলে করা প্রতিশ্রুতিগুলো পূরণ করা। অন্যথায়, কিছু পার্থক্য থাকলেও তাদের আচরণ একটি প্রচলিত, দীর্ঘস্থায়ী প্লাস্টিকের আচরণের কাছাকাছি হতে পারে।
এই সবকিছু আমাদের একটি মূল ধারণার দিকে নিয়ে যায়: জৈব-প্লাস্টিক এবং নতুন দ্রুত পচনশীল উপাদান—তা কম্পোস্ট, মাটি বা সমুদ্রে যেখানেই থাকুক না কেন—প্লাস্টিক দূষণের প্রভাব কমানোর শক্তিশালী উপায়, কিন্তু এগুলো তখনই সত্যিকার অর্থে কার্যকর হয় যখন সেগুলোকে সমন্বিত করা হয়। সু-পরিকল্পিত সংগ্রহ এবং শোধন ব্যবস্থাএগুলো যথাযথ ব্যবহারে (বিশেষ করে একবার ব্যবহারযোগ্য প্লাস্টিকের ক্ষেত্রে) প্রয়োগ করা হয় এবং এর সাথে অপ্রয়োজনীয় প্যাকেজিংয়ের ব্যবহার সামগ্রিকভাবে হ্রাস করা হয়।