गुरुवार, ११ फेब्रुवारी, २०२१

कृषीतर स्रोतापासून बायो-प्लास्टिकची निर्मिती/ Bioplastics from non-agricultural sources

कृत्रिमरित्या (खनिजतेलाधारित रसायनांचा वापर करुन) तयार केलेल्या विविध प्रकारच्या प्लॅस्टिकचा अधिकतम वापर हा निसर्गाला मोठा धोका असल्याचे  आढळून आले आहे. पण प्लॅस्टिकने आजमितीस आपले सगळे विश्वच व्यापले आहे म्हणले तरी वावगे ठरु नये. जवळजवळ प्रत्येक जण सकाळी उठल्यापासून प्लॅस्टिकपासून बनवलेल्या ब्रशने दात घासायला सुरुवात करतो ते रात्री डासांपासून बचाव करण्यासाठी प्लॅस्टिकने बनलेल्या मच्छरदाणीत विसावतो. प्लॅस्टिकच्या वस्तू वापरु नका, वापरल्यात तर  एकदाच वापरुन फेकू नका (पुनः पुन्हा वापरा), त्याच्या पुनर्प्रक्रियेसाठी एकत्र करुन त्या संलग्न कारखान्यात पाठवा वगैरे उपाय सुचवले जातात. कारण त्या वस्तू रसायनांपासून कृत्रिम पद्धतीने बनवलेल्या असल्याने त्यांचे निसर्गात विघटन होत नाही आणि मग त्यापासून पर्यावरणाला धोका निर्माण होतो. जमिनीत, पाण्याच्या प्रवाहात जाऊन अन्नसाखळीतून ते अखेरीस मानवाच्या पोटात विसावते आणि नाना तर्‍हेच्या रोगांना आमंत्रण देते.

प्लॅस्टिकचा वापर थांबवणे जवळ-जवळ अशक्य अशी परिस्थिती असल्यामुळे त्याला पर्याय शोधण्याचे प्रयत्न होत आहेत. यातून बायोप्लॅस्टिकचा (जैवप्लॅस्टिक - वनस्पती स्त्रोत जसे प्रामुख्याने भाजीपाल्यातील मेद आणि तेले, कॉर्न स्टार्च, पेंढा, भूसा वगैरे कृषी उप-उत्पादनांमधून निर्माण केलेला प्लॅस्टिकला पर्याय) जन्म झाला आहे. तो काही प्रमाणात प्लॅस्टिकला पर्याय ठरु शकतो. 'काही प्रमाणात' असा वाक्प्रयोग करण्याचे कारण असे की त्याच्याशी निगडीत असलेले इतर घटक पर्यावरणाचा समतोल बिघडवून टाकायला कारणीभूत ठरु शकतात. उदाहरणार्थ, या शेती उत्पादनांची बायोप्लॅस्टिक उद्योगातून मागणी वाढल्याने त्यांना केलेल्या पुरवठ्याद्वारा चांगला परतावा मिळतो. मग कालांतराने अन्नपदार्थ म्हणून याची लागवड होईल की नाही अशी शंका आणि अन्नटंचाई निर्माण होण्याची शक्यता काही जणांना वाटते. याशिवाय याचे मोठ्या प्रमाणात उत्पादन करायला लागणार्‍या पाण्याचा आणि खतांचा वापर पर्यावरणाचा समतोल बिघडवून टाकण्याची शक्यता वाढते. या विचारातून अन्न म्हणून मोठ्या प्रमाणात वापर न होणार्‍या, कमीत-कमी पाणी आणि खते लागणार्‍या वनस्पतींचा पर्याय शोधला जात आहे.

'कप्पा' (कप्पाफिकस अल्वरेझी) नावाचे लाल रंगाचे समुद्री शैवाल हा एक उत्तम पर्याय म्हणून पुढे येत आहे. या समुद्रीशैवालातील कॅरेजेनॅनच्या अर्काचा वापर सध्याही टूथपेस्ट, सौंदर्यप्रसाधने, औषधी, खते, पेये, आईस्क्रीम आणि दुग्ध उद्योगात केला जातो. भारताला लाभलेली लांब किनारपट्टी, जेथे याचे उत्पादन घेता येणे शक्य आहे, एक मोठेच वरदान आहे. त्यावर आतापावेतो झालेले संशोधन आणि सुयोग्य असा प्रचार त्याचे वाढीव उत्पादनास कारणीभूत ठरला आहे. २००१ साली कप्प्याचे केवळ २१ टन उत्पादन घेतले जात होते तर २०१३ अखेर १४९० टनापर्यंत त्याची वाढ झाली आहे आणि अद्यापही आणखी मोठ्या उत्पादनाची क्षमता बाळगून आहे. आतापावेतो तामीळनाडूच्या किनारपट्टीवर याचे अधिकतम उत्पादन घेतले जाते. 

चेन्नेच्या राष्ट्रीय महासागर तंत्रज्ञान संस्थेतील वैज्ञानिकांनी कप्प्याचा वापर करुन बायोप्लॅस्टिक निर्माण करायचा पर्याय शोधून काढला आहे. या समुद्रीशैवालात भरपूर प्रमाणात पॉलिसेकेराइड्स (साखरेचे अनेक रेणू एकत्रित होऊन स्टार्च, सेल्युलोज किंवा ग्लायकोजेन सारखे कार्बोहायड्रेट्सचे घटक) असतात. वैज्ञानिकांनी पॉलिथिलीन ग्लायकोल (पीईजी-३०००) मध्ये या समुद्रीशैवालावर प्रक्रिया करुन त्याची पूड मिसळली. मग हे मिश्रण वाळवून प्लॅस्टिकचा पातळ थर तयार करण्यात ते यशस्वी झाले आहेत. निर्माण केलेल्या पातळ थराला लवचिक करणे आणि ठिसूळपणा कमी करण्यासाठी या रसायनाचा वापर करणे आवश्यक ठरते. पेट्रोलियम पासून तयार केलेले रसायन पीईजी-३००० जीवशास्त्रामधील निकषांनुसार सुरक्षित मानले जाते. कारण पॉलिथिलीन ग्लायकोलचे विघटन जीवाणूंतर्फे होते. जीवाणू याचा अन्न म्हणून उपयोग करतात. त्यामुळे पर्यावरणाला याचा मोठा धोका नसतो. या रसायनाचा वापर वैद्यकीय, रासायनिक, औद्योगिक कारणांसाठीही मोठ्या प्रमाणात केला जात आहेच

आकृती स्रोत : India Science Wire.
 https://vigyanprasar.gov.in/isw/Development-of-biodegradable-plastic-from-marine-seaweed.html

वैज्ञानिकांनी समुद्रीशैवाल वापरुन निर्माण केलेल्या या बायोप्लॅस्टिकचे गुणधर्म तपासण्यासाठी वेगवेगळ्या मानकांनुसार चाचण्या केल्या. याला ताणल्यावर तो पुरेसे ताण सहन करु शकतो हे लक्षात आले. त्याची जाडी, पृष्ठभाग, खडबडीतपणा इत्यादि गुणधर्म मानकानुसार असल्याचे आढळले. बाष्प प्रसारणाचे प्रमाण, ऑक्सिजन प्रसारण प्रमाण, रंग मापन इत्यादि चाचण्यांवर त्याने निकषांची पूर्तता केल्याचे आढळले. त्याचे औष्णिक गुणधर्मही तपासले गेले. एकूण सगळ्याच चाचण्यांमध्ये तयार झालेली बायोप्लॅस्टिकची फिल्म उत्तीर्ण झाली.

या सगळ्या निकषांवरुन वैज्ञानिकांनी असा निष्कर्ष काढला आहे की या समुद्रीशैवालातून कॅरेजेनॅनचा अर्क काढून तयार केलेले बायोप्लॅस्टिक हे इतर बायोप्लॅस्टिक्सच्या तोडीस तोड ठरावे. वापरानंतर फेकून दिलेल्या फिल्मचे ठराविक काळानंतर आपोआप विघटन होते आणि त्याचा पर्यावरणावर आणि सजीवांवर कुठलाही दुष्परिणाम होत नाही. पीईजी-३००० वापरुन बनवलेली फिल्म त्याच्या भौतिक गुणधर्मात यापूर्वी इतर घटक वापरुन बनवलेल्या फिल्म्सपेक्षा उजवी ठरल्याचे नजरेस आले आहे. कप्पा समुद्रशैवाल वापरुन बनवलेले बायोप्लॅस्टिकचे व्यावसायिक उत्पादन ही आगामी काळात बायोप्लॅस्टिक फिल्म्स उत्पादनात अभिनव असा बदल घडवून आणेल अशी त्यांना खात्री वाटते.


१. Mantri, V.A., et al. An appraisal on commercial farming of Kappaphycus alvarezii in India: success in diversification of livelihood and prospects. Journal of  Applied Phycology. 29; 2017; 335–357. DOI: 10.1007/s10811-016-0948-7

२. Sudhakar, M.P., et al. Studies on the development and characterization of bioplastic film from the red seaweed (Kappaphycus alvarezii). Environmental Science and Pollution Research. 27(27); 2020.  DOI: 10.1007/s11356-020-10010-z

कोणत्याही टिप्पण्‍या नाहीत:

टिप्पणी पोस्ट करा