जैव-अवकर्षण प्लास्टिक

जैव-निम्नीकारक प्लास्टिक ऐसे प्लास्टिक होते हैं, जो पर्यावरण में प्राकृतिक वायुजीवी (खाद) तथा अवायुजीवी (कचरा) के रूप में अपघटित हो जाते हैं। प्लास्टिक का जैव-निम्नीकरण, पर्यावरण में सूक्ष्मजीवों को सक्रिय कर संपन्न किया जा सकता है, जो प्लास्टिक झिल्लियों की आण्विक संरचना के उपापचय द्वारा एक खाद सदृश मिट्टी वाले अक्रिय पदार्थ का निर्माण करते हैं और पर्यावरण के लिए कम हानिकारक होते हैं। वे जैव-प्लास्टिक अथवा ऐसे प्लास्टिक से बने होते हैं, जिनके घटक नवीकरणीय कच्ची सामग्रियों, या किसी अतिरिक्त पदार्थ के मिश्रण वाले पेट्रोलियम-आधारित प्लास्टिक से निर्मित होते हैं। फैलाव वाले कारकों के मिश्रणयुक्त जैव-सक्रिय यौगिक के प्रयोग से यह सुनिश्चित होता है कि जब वे ताप तथा नमी के संपर्क में आते हैं तो प्लास्टिक अणुओं की संरचना को प्रसारित कर देते हैं और जैव-सक्रिय यौगिकों को प्लास्टिक के उपापचय तथा उदासीनीकरण के लिए प्रेरित कर देते हैं। जैव-निम्नीकारक प्लास्टिक विशेष रूप से दो रूपों में निर्मित किए जाते हैं: इंजेक्शन मोल्डेड (ठोस, 3D आकार), जो इस्तेमाल के बाद फेंक दी जाने वाली खाद्य सेवा वस्तुओं में होते हैं, तथा झिल्ली (फ़िल्म), जो विशेषकर जैविक (ऑर्गेनिक) फल पैकेजिंग तथा पत्तियां और घास के कतरनों के लिए संग्रह करने वाले थैलों एवं अधसड़ी कृषि घास-फूसों में इस्तेमाल होते हैं। कुल मिलाकर जैविक प्लास्टिक्स प्रकृति के लिए बहुत फ़ायदेमंद होता है। जैविक प्लास्टिक बहुत जल्दी खाद बनता है और इससे किसानों को बहुत फ़ायदा होता है। 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। 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.[उद्धरण चाहिए] 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। पॉलीहाइड्रोक्सीअल्केनोएट (पीएचए) जैसे जैव-बहुलक पदार्थ को किसी औद्योगिक खाद निर्माण स्थल में पूरी तरह से खाद बनाया जा सकता है। पॉलीलैक्टिक अम्ल (पीएलए) 100% खाद बनने वाला एक अन्य जैव-बहुलक है, जो किसी औद्योगिक खाद निर्माण स्थल पर 60C पर पूरी तरह से निम्नीकृत किया जा सकता है। पूर्ण जैव-निम्नीकारक प्लास्टिक काफी महंगे होते हैं, कुछ हद तक इस कारण से कि बड़े आर्थिक पैमाने को हासिल करने के लिए वे व्यापक रूप से निर्मित नहीं किए जाते. कुछ योज्य पदार्थ (additives) जब एक पारंपरिक प्लास्टिक में मिलाए जाते हैं, तब सूक्ष्मजीव उनके हाइड्रोकार्बनों को सूंघते हैं और उनकी आण्विक संरचना की ओर आकर्षित हो जाते हैं। तेल जब भूमि में होता है, तब सूक्ष्मजीव हाइड्रोकार्बनों की ओर आकर्षित होते हैं तथा तेल का भक्षण कर प्राकृतिक गैस का निर्माण करते हैं, जिसमें 50% मिथैन गैस होती है। तेल को जब विखंडित किया जाता है, तब 4% का इस्तेमाल प्लास्टिक उद्योग के लिए किया जाता है, पर यदि प्लास्टिक उद्योग इस 4% का प्रयोग नहीं करता है तब इस 4% को बेकार माना जाता है और उसे बाहर कर दिया जाता है या हटा दिया जाता है और अपशिष्ट निपटान स्थल पर उसे जमा कर दिया जाता है; अन्य 4% का प्रयोग आपके उपभोक्ता उत्पादों के निर्माण में किया जाता है। सूक्ष्मजीवों को प्लास्टिक की आण्विक संरचना की तरफ आकर्षित करने वाले जैविक यौगिकों के विखंडन की इसी अवस्था के दौरान उन्हें जला दिया जाता है। जलाए जाने वाले जैविक यौगिक तथा अन्य प्रमुख यौगिक जो सूक्ष्मजीवों की निर्दिष्ट संख्या की बोध को बढ़ाते हैं और सूक्ष्मजीवों के पीएच (pH) संतुलन को प्लास्टिक की आणविक संरचना में स्थित किया जाता है, ताकि ऐसे प्लास्टिक उत्पाद बनाए जा सकें जो सामान्य प्लास्टिक की अपेक्षा 100 गुना अधिक तीव्रता से निम्नीकृत हो सके. 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। ‘सोसाइटी ऑफ प्लास्टिक इंजीनियर्स’ (Society of Plastics Engineers) के अनुसार हर वर्ष दुनियाभर में लगभग 200 मिलियन टन प्लास्टिक का निर्माण किया जाता है।[अविश्वनीय स्रोत?] उन 200 मिलियन टनों में से, 26 मिलियन टन का उत्पादन अमेरिका में होता है। वर्ष 2003 में ईपीए (EPA) ने सूचना दी कि उन 26 मिलियन टन प्लास्टिक कचरों का केवल 5