Ers i Bakelite gael ei ddatgelu ym 1907 fel y plastig synthetig cyntaf — fe’i defnyddiwyd fel ynysydd trydanol — mae’r dosbarth ysgafn, cryf a mowldadwy hwn o ddeunyddiau wedi helpu i wneud y byd modern. Mae plastigion yn brif gynhwysyn mewn dylunio a gweithgynhyrchu cynnyrch, ac mae eu defnydd, yn enwedig fel eitemau untro fel poteli dŵr a deunydd lapio bwyd, yn ehangu. Mae cyfanswm pwysau'r plastigau a gynhyrchir y flwyddyn ar hyn o bryd yn fwy na 380 miliwn o dunelli metrig a disgwylir iddo gyrraedd 900 miliwn tunnell uchaf erbyn 2050.
Ond, fel y tanwyddau ffosil y cânt eu gwneud ohonynt, gall plastigion gael canlyniadau amgylcheddol negyddol. Erbyn 2050, amcangyfrifir y bydd 12 biliwn tunnell o wastraff plastig yn eistedd mewn safleoedd tirlenwi neu'n llygru'r amgylchedd naturiol. Er mwyn cymharu, roedd y nifer hwn tua 4.9 biliwn o dunelli yn 2015. Mae plastigau defnydd hefyd yn ffurfio cyfran fawr o'r tanwydd sy'n cael ei fwydo i losgyddion gwastraff cynhyrchu ynni, sy'n ffynhonnell allyriadau carbon. Mae ffilmiau dogfen fel y rhai a adroddwyd gan David Attenborough wedi tynnu sylw at y peryglon amgylcheddol a achosir gan wastraff plastig. Mae lluniau o boteli dŵr wedi'u taflu sy'n mygu bywyd morol hefyd wedi helpu i sbarduno protestiadau cyhoeddus a llygredd plastigau a yrrir i fyny agendâu byd-eang.
Er bod llawer o blastigau bellach yn cario'r symbol ailgylchu, yn ymarferol mae ailgylchu plastigau yn amrwd ac yn defnyddio llawer o ynni. Mae plastigau wedi'u hailgylchu yn tueddu i fod o ansawdd is - mae ganddyn nhw lai o gryfder - na phlastigau sydd newydd eu gweithgynhyrchu. Yn gynyddol, mae defnyddwyr yn cael eu gwerthu i gynhyrchion sydd wedi'u gwneud o blastigau bioddiraddadwy, sy'n deillio o ffynonellau planhigion neu'n cael eu pigo ag ocsigen a chemegau eraill i ganiatáu iddynt gael eu torri i lawr yn yr amgylchedd. Fodd bynnag, mae hyn yn cymhlethu ymdrechion ailgylchu, oherwydd mae plastigau bioddiraddadwy yn cael effaith andwyol ar ansawdd plastigau wedi'u hailgylchu, ac nid oes ffordd ddibynadwy i blanhigion ailgylchu wahanu'r plastigau hyn o ffurfiau eraill.
Mae sut y gellir creu plastigau mwy cynaliadwy wedi dod yn un o'r cwestiynau mwyaf a mwyaf brys mewn cemeg heddiw. Mae ymchwilwyr o sawl cangen o'r maes bellach yn gweithio ar ffyrdd o leihau gwastraff plastigau a gwella'r siawns y gellir ei ailgylchu.
Adroddir am un ymdrech o'r fath yn rhifyn yr wythnos hon o Natur. Mae Stefan Mecking a’i gydweithwyr ym Mhrifysgol Konstanz yn yr Almaen yn disgrifio math newydd o polyethylen—un o’r mathau mwyaf cyffredin o blastig untro—y gellir ei ailgylchu drwy adennill y rhan fwyaf o’r deunyddiau cychwynnol—rhywbeth sy’n anodd ei wneud ag ef. deunyddiau presennol a thechnolegau ailgylchu.
Mae angen profi'r plastig newydd hwn ymhellach, ac mae angen gwerthuso ei effeithiau ar y seilwaith ailgylchu presennol. Bydd angen math gwahanol o dechnoleg ailgylchu i'r hyn sydd ar gael mewn canolfannau ailgylchu presennol. Os oes consensws y dylid ei ddefnyddio, ac os gellir ei gynyddu, mae ganddo'r potensial i gyflymu'r newid i blastigau wedi'u hailgylchu. Gallai fod yn rhan o'r ateb i wneud defnydd plastigion yn llai niweidiol.
Ond dim ond hyd yn hyn y gall cemeg yn unig fynd â ni. Os yw llosgi plastigau a chroniad y deunyddiau mewn cefnforoedd a thirlenwi i gael ei leihau, ni all diwydiant barhau i gynhyrchu plastigion ar y gyfradd gyfredol. Mae angen i gwmnïau gymryd mwy o gyfrifoldeb am gylch bywyd llawn eu cynhyrchion plastig. Ac, er mwyn i hyn ddigwydd, bydd angen i lywodraethau gyflwyno mwy o reoliadau, ac mae angen i gytundeb plastigau arfaethedig y Cenhedloedd Unedig lwyddo hefyd.
System un ffordd
Gwneir plastigau trwy gyfuno cadwyni o flociau adeiladu moleciwlaidd syml. Nid yw’n hawdd rhedeg y broses honno am yn ôl i greu deunyddiau i’w hailddefnyddio—er bod ymchwilwyr wedi gwneud rhywfaint o gynnydd. Y prif rwystr i wella ailgylchu plastigau yw sut i dorri'r bondiau cemegol mewn ffordd systematig ac ynni isel i adennill deunyddiau gwerthfawr y gellir eu defnyddio wedyn i wneud plastigau o ansawdd uchel.
Mae sawl ffordd o roi bywyd arall i blastigau. Mae'r rhain yn cynnwys ailgylchu mecanyddol - lle cânt eu torri i fyny, eu toddi a'u hailddefnyddio fel plastig o ansawdd is. Opsiwn arall yw iddynt gael eu hailgylchu'n gemegol - trwy dorri'r bondiau sy'n dal y moleciwlau plastig hir gyda'i gilydd, gan greu moleciwlau llai, defnyddiol y gellir eu troi'n blastigau newydd. Yr ail ddull, y mwyaf anodd o’r ddau o bosibl, yw’r hyn y mae Mecking a’i gydweithwyr wedi bod yn gweithio arno.
Mae'r tîm hwn yn un o nifer o gwmpas y byd sydd wedi bod yn ceisio dod o hyd i ffordd o'r fath i ailgylchu polyethylen. Gan ddefnyddio ffynhonnell adnewyddadwy, gwnaeth Mecking a'i gydweithwyr ddeunydd cadarn tebyg i polyethylen sy'n cynnwys grwpiau cemegol y gellir eu hollti'n haws na'r rhai mewn plastigau confensiynol, gan ganiatáu i'r deunydd gael ei ddadadeiladu yn y cam ailgylchu. Llwyddodd y gwyddonwyr i adennill bron y cyfan o'r deunydd cychwyn trwy'r broses ailgylchu, ac, ohono, ail-wneud y deunydd tebyg i polyethylen.
Daw'r gwaith hwn ar sodlau tîm arall, a adroddodd ganfyddiadau tebyg ym mis Hydref. Defnyddiodd Susannah Scott ym Mhrifysgol California, Santa Barbara, a'i chydweithwyr gatalydd i helpu i dorri polyethylen yn foleciwlau llai y gellid eu defnyddio fel blociau cychwyn i wneud gwahanol fathau o bolymer.
Mae hwn yn gemeg glyfar ac yn ymchwil hanfodol. Rhaid ymchwilio i'r dull hwn yn awr ar gyfer gwahanol fathau o blastig ac ar raddfeydd mwy. Ond, cyn belled â bod y defnydd o blastig yn parhau i gynyddu, ni fydd ailgylchu yn unig yn lleihau llygredd plastigau.
Mae diwydiant yn ymwybodol iawn o hyn, ac yn ymgysylltu—er nad yw bron cymaint ag y mae angen iddo—yn y cwestiwn o sut i leihau ei allbwn. Mae un rhan o bump o gwmnïau sy'n gwneud neu'n defnyddio pecynnau plastig wedi ymrwymo i addewid o'r enw Ymrwymiad Byd-eang Economi Plastigau Newydd, a grëwyd gan Sefydliad Ellen MacArthur a Rhaglen Amgylcheddol y Cenhedloedd Unedig. Mae llofnodwyr yn addo cynyddu ailgylchu plastigion fel rhan o ymrwymiad ehangach i egwyddorion economi gylchol, sy'n anelu at gyflawni defnydd parhaus o adnoddau a dileu gwastraff. Ond, yn ôl yr adroddiad diweddaraf, mae'r cynnydd yn anwastad - yn enwedig o ran lleihau pecynnu untro a mabwysiadu pecynnau y gellir eu hailddefnyddio'n llawn.
Yn amlwg, mae angen gwthio cwmnïau, neu bwyso'n galetach arnynt i weithredu. Pe bai'n ofynnol iddynt gymryd cyfrifoldeb am gylch bywyd cyfan eu cynhyrchion plastig, byddent yn llai tueddol o ddefnyddio deunyddiau sy'n anodd eu hailddefnyddio neu eu hailgylchu. I'r perwyl hwnnw, mae angen i gytundeb byd-eang arfaethedig, sy'n cael ei ddisgrifio fel yr hyn sy'n cyfateb i gytundeb hinsawdd Paris ar gyfer llygredd plastigau, lwyddo. Yn y gorffennol, mae cytundebau sy'n ceisio mynd i'r afael â newid yn yr hinsawdd a cholli bioamrywiaeth wedi cael eu gwrthwynebu, a hyd yn oed eu gwanhau, gan rai mewn diwydiant a chan lywodraethau sydd â buddiannau mewn tanwyddau ffosil. Ni all hanes ailadrodd ei hun; nid oes gan y blaned amser.
Rhoddodd cemegwyr blastigau i'r byd fwy na chanrif yn ôl. Ond mae'r deunyddiau hynod ddefnyddiol hyn bellach yn ffynhonnell ddifrifol o drallod amgylcheddol. Diolch byth, mae cemegwyr yn y byd academaidd a diwydiant yn benderfynol o ddod o hyd i ffordd amgylcheddol diniwed o ddad-bigo plastigion. Rhaid i gwmnïau a llywodraethau nawr gamu i fyny a chymryd cyfrifoldeb am eu rhan yn y broses o gronni plastigau gwastraff. Ni all gweithredu ddod yn rhy fuan.
Natur 590, 363-364 (2021)
doi: https://doi.org/10.1038/d41586-021-00391-7
