जैव-अवकर्षण प्लास्टिक

जैव-निम्नीकारक प्लास्टिक की वैज्ञानिक परिभाषा

अमेरिका में एएसटीएम इंटरनैशनल (ASTM International) जैव-निम्नीकारक मानकों को परिभाषित करने वाला एक आधिकारिक निकाय है। इन मानकों पर नज़र रखने वाली विशेष उप-समिति, ‘एनवायरन्मेंटली डीग्रेडेबल प्लास्टिक्स एंड बायोबेस्ड प्रोडक्ट्स’ (Environmentally Degradable Plastics and Biobased Products) की डी20.96 (D20.96) समिति के अंतर्गत आती है। मौजूदा एएसटीएम (ASTM) मानकों को मानक विनिर्देशों तथा मानक जांच विधियों के रूप में परिभाषित किए जाते हैं। मानक विनिर्देश सफल तथा असफल परिदृश्य का निर्माण करते हैं, जबकि मानक जांच विधियां प्लास्टिक की विशिष्ट जैव-निम्नीकारक को बढ़ावा देने वाले विशेष जांच पैमाने की पहचान करती हैं।
वर्तमान में ऐसे तीन एएसटीएम (ASTM) मानक विनिर्देश हैं, जो मुख्य रूप से खाद-निर्माण वाले पर्यावरणों में जैव-निम्नीकारक प्लास्टिकों से निपटते हैं, जिनमें एएसटीएम (ASTM) D6400-04 खाद बनने योग्य प्लास्टिकों के लिए मानक विनिर्देश, एएसटीएम (ASTM) D6868 - 03 कागज के स्तरीकरण (कोटिंग) तथा अन्य अधःस्तरीय पदार्थों के रूप में प्रयुक्त प्लास्टिकों के लिए मानक विनिर्देश, तथा एएसटीएम (ASTM) D7081 - 05 समुद्री पर्यावरण में अप्लावी जैव-निम्नीकारक प्लास्टिकों के लिए मानक विनिर्देश होते हैं।
वर्तमान में अवायुजीवी पर्यावरण के लिए सबसे सटीक मानक जांच विधि ASTM D5511 - 02 है, जो उच्च-ठोस अवायुजीवी-पाचन दशाओं के अंतर्गत प्लास्टिक पदार्थों के अवायुजीवी जैव-निम्नीकरण निर्धारण की मानक जांच विधि है। अवायुजीवी पर्यावरणों में एक अन्य मानक जांच विधि है- ASTM D5526 - 94(2002) जो त्वरित अवायुजीवी कचरे की दशाओं में प्लास्टिक पदार्थों के अवायुजीवी जैव-निम्नीकरण के निर्धारण की एक अन्य मानक जांच विधि है, इस जांच को प्रदर्शित करना अत्यंत कठिन साबित हुआ है।
वर्तमान में कैलिफोर्निया का कानून ‘AB 1972’ केवल अमेरिकन सोसाइटी फॉर टेस्टिंग मैटेरियल्स (American Society for Testing Materials) (एएसटीएम) द्वारा सत्यापित की जा सकने वाली शब्दावलियों के प्रयोग द्वारा ही प्लास्टिक के सटीक पर्यावरणीय विज्ञापन को सुनिश्चित करता है। इस कानून में ASTM मानक जांच विधियां शामिल नहीं हैं। दो एएसटीएम (ASTM) मानक विनिर्देश, जिनका कानून में प्रयोग हुआ है, ASTM D6400 तथा D7081 हैं। इन एएसटीएम (ASTM) विनिर्देशों पर खरा उतरने वाले उत्पाद ही अपने उत्पाद लेबलों पर ‘खाद-निर्माण योग्य’ (कम्पोस्टेबल) शब्दों का प्रयोग कर सकते हैं।

जैव-निम्नीकारक प्लास्टिकों के पर्यावरणीय लाभ उनके सही निपटान पर निर्भर करते हैं

हालांकि, जैव-निम्नीकारक प्लास्टिक हर मर्ज़ की दवा नहीं होतीं. कुछ आलोचक मानते हैं कि प्रमाणित जैव-निम्नीकारक प्लास्टिकों की एक संभावित पर्यावरणीय हानि यह है कि उनमें फंसे कार्बन वायुमंडल में ग्रीनहाउस गैस के रूप में मुक्त होते हैं। हालांकि प्राकृतिक-पदार्थों से प्राप्त जैव-निम्नीकारक प्लास्टिक, जैसे सब्जियों वाली फ़सलों से या जंतु उत्पाद से व्युत्पन्न प्लास्टिक अपनी वृद्धि के चरण में CO₂ को अलग करते हैं, इस प्रकार जब वे अपघटित हो रहे होते हैं केवल तभी CO₂ मुक्त करते हैं, इसलिए कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन में कोई परिणामी वृद्धि नहीं होती.
हालांकि प्रमाणित जैव-निम्नीकारक प्लास्टिक के जैव-निम्नीकरण के लिए नमी तथा ऑक्सीजन वाले एक विशेष वातावरण की आवश्यकता होती है, जो व्यावसायिक रूप से संचालित खाद निर्माण स्थलों में पाया जाता है। प्राकृतिक पदार्थों से प्राप्त जैव-निम्नीकारक प्लास्टिकों के प्रसंस्करण में प्रयुक्त कार्बन, जीवाश्म इंधन तथा जल के कुल प्रयोग तथा उनके मानव खाद्य आपूर्ति के लिए नकारात्मक प्रभाव को लेकर काफी बहस चल रही है। अनवीकरणीय जीवाश्म इंधनों से बने पारंपरिक प्लास्टिक में प्लास्टिक के प्रसंस्करण में प्रयुक्त कार्बन की मात्रा से अधिक कार्बन फंसे होते हैं। कार्बन, प्लास्टिक के लैटिस के भीतर फंसे होते हैं तथा वे विरले ही पुनर्चक्रित किए जाते हैं।
चिंता यह है कि जब वास्तविक जैव-निम्नीकारक प्लास्टिक समेत जैव-निम्नीकारक पदार्थ किसी अवायुजीवी (कचरा) वातावरण में अपघटित होता है तो अन्य ग्रीन हाउस गैस, मीथेन, मुक्त हो सकती है। इन विशेष कचरा-स्थलों वाले वातावरण से निर्मित मीथेन विशेष रूप से एकत्र किया जाता है और वातावरण में मुक्त होने से बचाने के लिए उन्हें जला दिया जाता है। स्वच्छ सस्ती ऊर्जा के प्रयोग के लिए आजकल कुछ कचरा स्थल (लैंडफ़िल) मीथेन बायोगैस एकत्र करते हैं। निश्चित रूप से अजैव-निम्नीकारक प्लास्टिक को जलाने से काबर्न डाइ ऑक्साइड भी मुक्त होता है। अवायुजीवी (लैंडफ़िल) वातावरण के प्राकृतिक जैव-निम्नीकारक से निर्मित प्लास्टिक के जमाव के कारण प्लास्टिक सैकड़ों सालों तक मौजूद रहते हैं।
यूएस ईपीए (US EPA) ने कचरा स्थल डिजायन तथा निर्माण के लिए कड़े मानक लागू किए हैं ताकि प्रमुख रूप से कचरा स्थलों में जैव-निम्नीकरण को रोका जा सके. इसलिए कचरा स्थल से मिथैन का उद्देश्यपूर्ण उत्पादन एक विरल उदाहरण है और अधिकतर शहरी ठोस अपशिष्ट के लिए नियम नहीं है।
यह भी संभव है कि अंततः जीवाणु में प्लास्टिकों के निम्नीकरण की क्षमता विकसित हो जाएगी. यह तो नायलॉन के साथ पहले ही हो चुका है: वर्ष 1975 में दो प्रकार के नायलॉन भक्षी जीवाणुओं, फ्लैवोबैक्टीरिया (Flavobacteria) तथा स्युडोमोनास (Pseudomona) की खोज की गई, जिनमें ऐसा एंजाइम (नायलोनेज) पाया गया, जो नायलोन को अपघटित करने में सक्षम होता है। जबकि निपटान के लिए कोई समाधान नहीं है, तो ऐसे में यह संभव है कि जीवाणुओं में अन्य संश्लेषित प्लास्टिकों के उपयोग की भी क्षमता विकसित कर ले. वर्ष 2008 में 16 वर्ष के एक लड़के ने कथित रूप से प्लास्टिक खाने वाले दो जीवाणुओं का पता लगाया.
वास्तव में बाद वाली संभावना सायबरमेन (Cybermen) के निर्माताओं किट पेड्लर तथा गेरी डेविस (पटकथा-लेखक) द्वारा लिखित एक चेतावनीपूर्ण उपन्यास का विषय थी, जहां उन्होंने अपनी डूमवाच (Doomwatch) श्रृंखला के पहले धारावाहिक के कथानक का पुनरुपयोग किया था। वर्ष 1971 में लिखित उपन्यास म्युटैंट 59: द प्लास्टिक ईटर (Mutant 59:The plastic Eater), एक ऐसी कहानी है, जिसमें प्लास्टिक के भक्षण के लिए उत्पन्न होने वाले या कृत्रिम रूप से निर्मित किए जीवाणु को एक बड़े शहर में छोड़ दिया जाता है।

लाभ तथा हानियां

उचित दशाओं में जैव-निम्नीकारक प्लास्टिकों को उस बिंदु तक निम्नीकृत किया जा सकता है, जहां सूक्ष्मजीव उन्हें उपापचयित कर सकें.
तेल आधारित जैव-निम्नीकारक प्लास्टिक संग्रहित कार्बन को कार्बन डाइऑक्साइड के रूप में मुक्त कर सकते हैं। टिकाऊ कृषि विधियों द्वारा निर्मित मंड आधारित जैव-प्लास्टिक लगभग कार्बन उदासीन हो सकता है, पर मिट्टी, जल प्रयोग तथा गुणवत्ता पर नुकसानदेह असर कर सकता है और जिससे खाद्य-पदार्थों की कीमत ऊंची हो सकती है।

शब्दों की उचित परिभाषा को लेकर दुविधा

हाल तक 'जैव-निम्नीकारक’ शब्द के उपयोग के विपणन दावों को लेकर कुछ ही कानूनी मानक हुआ करते थे। वर्ष 2007 में कैलिफोर्निया राज्य ने ऐसा नियम बनाया जो कंपनियों को अपने उत्पादों को तृतीय पक्ष प्रयोगशाला द्वारा प्रमाणीकरण करवाये बिना जैव-निम्नीकारक घोषित करने से प्रतिबंधित करता है।
ऑस्ट्रेलिया की संघीय अदालत ने 30 मार्च 2009 को घोषित किया कि इस्तेमाल कर फेंके जाने वाले 'जैव-निम्नीकारक' डायपर की एक निर्माण कंपनी का निदेशक जैव-निम्नीकरणीयता के बारे में जानबूझकर झूठे व भ्रामक दावे कर रहा था।
जून 2009 में फेडरल ट्रेड कमीशन (Federal Trade Commission) ने दो कंपनियों को जैव-निम्नीकरणीयता को लेकर असमर्थित विपणन दावे करने का दोषी पाया।

उत्पादन के लिए ऊर्जा लागत

कई अनुसंधानकर्ताओं ने जैव-निम्नीकारक बहुलकों के गहन जीवन चक्र का मूल्यांकन किया है, ताकि यह पता लगाया जा सके कि क्या ये पदार्थ पारंपरिक जीवाश्म इंधन-आधारित साधनों की अपेक्षा अधिक ऊर्जा दक्ष है अथवा नहीं. गर्नग्रॉस व अन्य (Gerngross, et al.) ने आकलन किया कि एक किलोग्राम पॉलीहाइड्रोक्सीऐल्केनोएट (पीएचए) के निर्माण में प्रयुक्त जीवाश्म इंधन ऊर्जा की 50.4 MJ/kg मात्रा ख़पत होती है, जो ऐकियामा व अन्य (Akiyama, et al.) के एक अन्य आकलन के समान था, जिसने यह मान 50-59 MJ/kg के बीच बताया. इस सूचना में फीडस्टॉक (feedstock) ऊर्जा पर विचार नहीं किया गया था, जो गैर-जीवाश्म आधारित विधियों से प्राप्त होती है। पॉलीएक्टाइड (PLA) के लिए दो स्रोतों से मिलने वाली जीवाश्म ऊर्जा लागत 54-56.7 मानी जाती है, पर ‘नेचर वर्क्स’ द्वारा PLA के व्यावसायिक उत्पादन में हाल में हुई प्रगति ने वायु ऊर्जा की आपूर्ति द्वारा तथा बायोमास-चालित रणनीतियों से जीवाश्म इंधन आधारित ऊर्जा पर निर्भरता कुछ कम दी है। उन्होंने एक किलोग्राम पीएलए (PLA) के लिए केवल 27.2 एमजे (MJ) जीवाश्म इंधन-आधारित ऊर्जा लागत की सूचना दी और यह अनुमान लगाया कि अगली पीढ़ी के संयंत्रों में यह संख्या गिरकर 16.6 MJ/kg पर चली जाएगी. इसके विपरीपॉलीप्रोपीलीन (polypropylene) तथा उच्च घनत्व वाले पॉलीएथिलीन (polyethylene) के लिए क्रमशः 85.9 तथा 73.7 MJ/kg की आवश्यकता होती है, पर इन मानों में सन्निहित फीडस्टॉक ऊर्जा शामिल है, क्योंकि यह जीवाश्म इंधन पर आधारित है।
गर्नग्रॉस ने एक किलोग्राम पीएचए (PHA) के लिए कुल 2.65 जीवाश्म इंधन ऊर्जा को समतुल्य बताया, जबकि पॉलीप्रोपलीन के लिए केवल 2.2 किग्रा एफएफई (FFE) की आवश्यकता होती है। गर्नग्रॉस ने मूल्यांकन किया कि किसी भी जैव-निम्नीकारक बहुलक विकल्प को अपनाने के लिए ऊर्जा, पर्यावरण तथा आर्थिक लागत को लेकर समाज की प्राथमिकताओं को ध्यान में रखना होगा.
इसके अलावा वैकल्पिक तकनीकों की नवीनता को पहचानना भी अहम है। उदाहरण के लिए पीएचए (PHA) के उत्पादन की प्रौद्योगिकी आज भी विकास के चरण में है, तथा किण्वन चरण को हटाकर या फीडस्टॉक के रूप में खाद्य अपशिष्टों का प्रयोग कर ऊर्जा की ख़पत को और भी कम किया जा सकता है। मक्के के अलावा अन्य वैकल्पिक फ़सलों, जैसे ब्राज़ील के गन्ने से कम ऊर्जा ख़पत की अपेक्षा की जाती है- ब्राज़ील में किण्वन द्वारा पीएचए (PHAs) का निर्माण अनुकूल ऊर्जा ख़पत योजना पर आधारित होता है, जहां नवीकरण ऊर्जा के स्रोत के रूप में बैगेसी (bagasse) का प्रयोग किया जाता है।
कई जैव-निम्नीकारक बहुलक भी, जो नवीकरणीय स्रोत (जैसे मंड-आधारित, पीएचए (PHA), पीएलए (PLA)) से उत्पन्न होते हैं, खाद्य उत्पादन से प्रतिस्पर्धा करते हैं, क्योंकि प्राथमिक फीडस्टॉक मक्का है। अमेरिका में बीपी (BPs) के साथ इसके मौजूदा प्लास्टिक निर्माण की उत्पादकता के लिए इसे उत्पादित मात्रा के 1.62 वर्ग मीटर प्रति किलोग्राम की आवश्यकता होगी. भले ही यह स्थान आवश्यकता उपयुक्त हो सकती है, पर इस बड़े पैमाने के उत्पादन से खाद्य कीमतों तथा इस विधि में वैकल्पिक विधि की तुलना में भूमि के उपयोग की लागत पर कितना प्रभाव पड़ा होगा, यह भी देखना अहम होगा.