Nhựa phân hủy sinh học – Những điều cần biết

Cùng với nỗ lực giảm thiểu tác hại của nhựa đối với môi trường, nhựa phân hủy sinh học xuất hiện như một giải pháp thay thế xanh cho nhựa truyền thống. Có rất nhiều người vẫn đang nhầm lẫn giữa nhựa phân hủy sinh học và nhựa sinh học. Trong bài viết này, chúng ta hãy cùng tìm hiểu xem nhựa phân hủy sinh học là gì, điểm khác biệt với nhựa sinh học là gì.

I. Nhựa phân hủy sinh học là gì?

Nhựa phân hủy sinh học (tên gọi tiếng anh là Biodegradeable plastic) là loại nhựa có thể được phân hủy bởi tác động của vi sinh vật thành các chất tự nhiên như nước, carbon dioxide và sinh khối. Quá trình này xảy ra trong một khoảng thời gian, thường là vài tháng đến vài năm, tùy thuộc vào điều kiện cụ thể và loại nhựa phân hủy sinh học. Không giống như nhựa truyền thống có thể tồn tại trong môi trường hàng trăm năm, nhựa phân hủy sinh học mang đến sự thay thế bền vững và thân thiện với môi trường hơn.

Nhựa phân hủy sinh học được sản xuất bằng nguyên liệu tái tạo, vi sinh vật, hóa dầu hoặc kết hợp cả ba.

II. Nhựa phân hủy sinh học và Nhựa sinh học

Hiện đang có rất nhiều nhầm lẫn giữa nhựa phân hủy sinh học và nhựa sinh học. Mặc dù có nhiều điểm tương đồng cũng như chung mục đích phát triển là thay thế cho nhựa truyền thống và giảm tác hại của nhựa tới môi trường; tuy nhiên, đây là hai khái niệm khác nhau.

Nhựa sinh học có nguồn gốc toàn bộ hoặc một phần từ sinh khối tái tạo; nhưng một số loại nhựa phân hủy sinh học có nguồn gốc hoàn toàn từ dầu mỏ. Bên cạnh đó, không phải tất cả các loại nhựa sinh học có khả năng phân hủy sinh học. Một số loại nhựa vừa là nhựa sinh học vừa có khả năng phân hủy sinh học.

Khả năng phân hủy tùy thuộc vào nguồn gốc, thành phần phụ gia, cách sản xuất và mục đích sử dụng. Hơn nữa, khả năng phân hủy cũng cần có điều kiện và phương pháp xử lý thích hợp mới có thể hoạt động.

Khái niệm về “nhựa sinh học” vẫn còn nhiều tranh cãi. Cụm từ này đang được gắn nhãn cho các sản phẩm có thể dựa trên sinh học hay có thể phân hủy sinh học hoặc cả hai ngay cả khi chúng có nguồn gốc từ dầu mỏ và không có thành phần sinh học nào cả.

(xem thêm: Nhựa sinh học)

III. Phân loại nhựa phân hủy sinh học

A. Nhựa gốc sinh học

Nhựa tự hủy gốc sinh học là nhựa được sản xuất từ nguồn gốc tự nhiên, chẳng hạn như thực vật, động vật hoặc vi sinh vật.

Các loại Nhựa phân hủy gốc sinh học phổ biến bao gồm:

Polyhydroxyalkanoat (PHA)
Polyhydroxyalkanoates là một loại nhựa phân hủy sinh học được sản xuất tự nhiên bởi nhiều loại vi sinh vật khác nhau. Quá trình sinh tổng hợp PHA thường được thúc đẩy bằng cách lấy đi một số chất dinh dưỡng nhất định của sinh vật và cung cấp dư thừa nguồn carbon. Các hạt PHA sau đó được thu hồi bằng cách làm vỡ các vi sinh vật.

Axit polylactic (PLA)
Axit polylactic là polyester béo nhiệt dẻo được tổng hợp từ sinh khối tái tạo, điển hình là từ tinh bột thực vật lên men như từ ngô, sắn, mía hoặc bột củ cải đường. Năm 2010, PLA có lượng tiêu thụ nhựa sinh học cao thứ hai trên thế giới.

Nhựa gốc tinh bột
Nhựa gốc tinh bột là polyme nhiệt dẻo được sản xuất bằng cách trộn tinh bột với chất hóa dẻo. Bởi vì bản thân các polyme tinh bột rất giòn ở nhiệt độ phòng nên chất làm dẻo được thêm vào trong một quá trình gọi là hồ hóa tinh bột để tăng cường quá trình kết tinh của nó. Mặc dù tất cả các loại tinh bột đều có khả năng phân hủy sinh học nhưng không phải tất cả các chất hóa dẻo đều có khả năng phân hủy sinh học. Do đó, khả năng phân hủy sinh học của chất hóa dẻo quyết định khả năng phân hủy sinh học của hỗn hợp tinh bột.

Nhựa gốc xenlulo
Nhựa sinh học cellulose chủ yếu là este cellulose, (bao gồm cellulose acetate và nitrocellulose) và các dẫn xuất của chúng, bao gồm cả celluloid. Cellulose có thể trở thành nhựa nhiệt dẻo khi bị biến đổi ở mức độ cao.

Nhựa tổng hợp dựa trên lignin
Nhựa tổng hợp dựa trên lignin là các polyme thơm tự nhiên có thể tái tạo sinh học với đặc tính phân hủy sinh học. Lignin được tìm thấy như một sản phẩm phụ của quá trình chiết xuất polysaccharide từ nguyên liệu thực vật thông qua sản xuất giấy, ethanol.

(xem thêm: các loại nhựa sinh học)

B. Nhựa phân hủy gốc hóa dầu

Nhựa gốc hóa dầu thông thường như PET, PE, PP không thể phân hủy sinh học. Tuy nhiên các loại nhựa sau đây có thể phân hủy nhờ các phương pháp hoặc phụ gia đặc biệt:

Axit polyglycolic (PGA)
Axit polyglycolic là một loại polymer tổng hợp được sử dụng phổ biến trong lĩnh vực y tế. Nó có khả năng phân hủy sinh học và thường được sử dụng trong sản xuất chỉ khâu phẫu thuật. Chỉ khâu PGA được ưa chuộng do khả năng hấp thụ của cơ thể, giảm nhu cầu cắt bỏ sau quá trình lành vết thương.

Polybutylene succinate (PBS)
Polybutylene succinate là một loại nhựa polymer nhiệt dẻo có đặc tính tương đương với propylene. Nó được sử dụng trong màng đóng gói thực phẩm và mỹ phẩm. Trong lĩnh vực nông nghiệp, PBS được sử dụng làm màng phủ có thể phân hủy sinh học.

Polycaprolacton (PCL)
Polycaprolactone đã trở nên nổi bật như một vật liệu sinh học có thể cấy ghép vì quá trình thủy phân các liên kết este của nó mang lại các đặc tính phân hủy sinh học.

Poly(rượu vinyl) (PVA, PVOH)
Poly(vinyl Alcohol) là một trong số ít các polyme vinyl có khả năng phân hủy sinh học hòa tan trong nước. Do khả năng hòa tan trong nước, PVA có nhiều ứng dụng bao gồm đóng gói thực phẩm, sơn phủ dệt, phủ giấy và các sản phẩm chăm sóc sức khỏe.​

IV. Lợi ích và hạn chế của nhựa phân hủy sinh học

A. Tại sao nên sử dụng nhựa phân hủy sinh học

Một trong những lợi ích chính của nhựa phân hủy sinh học là khả năng giảm lượng rác thải nhựa. Nhựa truyền thống có thể mất hàng trăm năm để phân hủy, nhưng nhựa phân hủy sinh học nếu được xử lý đúng cách có thể phân hủy chỉ trong vài tháng tới vài năm, làm giảm tác động của ô nhiễm nhựa đến môi trường.

Ngoài ra, nhựa phân hủy sinh học được làm từ các nguồn tài nguyên tái tạo như ngô, mía hoặc dầu thực vật, khiến nó trở thành giải pháp thay thế bền vững hơn cho nhựa truyền thống được làm từ nhiên liệu hóa thạch không thể tái tạo.

Hơn nữa, nhựa phân hủy sinh học có thể giúp giảm lượng khí thải carbon liên quan đến sản xuất và xử lý nhựa. Bằng cách sử dụng các nguồn tài nguyên tái tạo và giảm lượng rác thải nhựa, nhựa phân hủy sinh học có thể giúp giảm thiểu tác động môi trường của việc sản xuất và xử lý nhựa.

Ngoài lợi ích cho môi trường, nhựa phân hủy sinh học còn có chức năng và độ bền tương tự như nhựa truyền thống, khiến nó trở thành lựa chọn thiết thực cho nhiều ứng dụng. Từ bao bì đến dao kéo dùng một lần, nhựa phân hủy sinh học mang đến giải pháp bền vững mà không làm giảm hiệu suất.

B. Hạn chế

Nhiều loại nhựa phân hủy sinh học yêu cầu một hệ thống xử lý chất thải đủ tiêu chuẩn để đảm bảo có thể phân hủy hoàn toàn. Nếu chỉ được xử lý bằng các biện pháp thông thường như chôn lấp hoặc thải ra môi trường và đại dương, các sản phẩm làm từ những loại nhựa này sẽ không phân hủy được.

Một số mặt hàng nhựa được dán nhãn là ‘có thể phân hủy sinh học’ nhưng chỉ phân hủy thành các mảnh nhỏ hơn như vi nhựa hoặc thành các đơn vị nhỏ hơn không thể phân hủy hoàn toàn.

Việc sử dụng nhựa phân hủy sinh học chỉ có lợi ích về mặt tài chính trong bối cảnh có các quy định cụ thể hạn chế việc sử dụng nhựa thông thường.

V. Ứng dụng nhựa phân hủy sinh học

Nhựa phân hủy sinh học đã trở nên phổ biến trong những năm gần đây do lợi ích môi trường của chúng:

• Bao bì: Nhựa phân hủy sinh học thường được sử dụng trong các vật liệu đóng gói như túi, hộp đựng và giấy gói.
• Công nghiệp nông nghiệp: Nhựa phân hủy sinh học được sử dụng trong ngành nông nghiệp để tạo màng phủ, phủ lên trên mặt đất giúp giữ ẩm và kiểm soát cỏ dại.
• Ngành y tế: Nhựa phân hủy sinh học được sử dụng trong cấy ghép y tế. Chúng được thiết kế để phân hủy trong cơ thể theo thời gian, loại bỏ nhu cầu phẫu thuật bổ sung để loại bỏ chúng.
• Hàng tiêu dùng: Nhựa phân hủy sinh học được sử dụng trong nhiều loại hàng tiêu dùng như đồ chơi, đồ dùng một lần.