塑膠污染：以輻射來回收保護環境
2022 年 8 月 8 日
從1950年開始，已有80億噸的塑膠被生產出來。大部分是沒有被回收，而被丟棄到海洋或沙灘(照片：IAEA M. Gaspar)。離最近的主要陸地有超過5,000公里的韓德生島(Henderson Island)，它也許是地球上最遠離的地方。然而，縱然它只是一個完全沒有人居住的，但這個南太平洋上的樂園島嶼，卻被超過40億噸塑膠物件與粒子所氾濫著。韓德生島周遭很小的海灘不但是難看的，而且海洋生物也因被噎到或受困而死。像這種塑膠碎片只是自1950年來生產的超過80億噸的命運巡迴範例之一。
IAEA與來自全世界的專家合作，以改變該種命運巡迴及保護塑膠污染造成的海洋生命與環境衝擊。作為工作夥伴，IAEA正研究與發展游離輻射技術，以便能夠承擔塑膠的再處理與再回收。這些技術涉及使用電子束加速器，以照射使用過後的塑膠，這可再回收它們及更容易將它們重組為其它產品。
照射物質已不再只是一項製造工具，而也是一再回收工具，故游離輻射技術可用來改變聚合物，是相關的塑膠廢棄物處理的過程。(Bin Jeremiah Barba菲律賓核子研究院科學研究專家)
該技術是有可為的，因為它並不完全是新的，且已有一長久及成功的過往。受照射的聚合物在周遭皆可被發現，從來自汽車輪胎的橡膠，到熱水管與食物包裝。”若我們能夠在工業應用上使用這技術，以獲得新特色的塑膠；則沒有可阻攔我們也使用照射去再形成與再構成塑膠，來改善它的再回收能力，以及減少塑膠處置的數量” ，IAEA放射性同位素產品及輻射技術科科長Celina Horak稱。
塑膠是由不同型式的聚合物所製成---聚合物是由稱為單體的重複組合原子的長鏈結或網結所製成的物質。聚合物照射後會對聚合物產生不同的效應，使它有利於塑膠的再回收、減量與再使用。
為了發展使用游離輻射在再回收聚合物廢棄物的新的協作研究計畫(coordinated research project)，IAEA正在這領域帶頭研究中；”照射物質已不再只是一項製造工具，而也是一再回收工具，故游離輻射技術可用來改變聚合物，是相關的塑膠廢棄物處理過程”Bin Jeremiah Barba稱，她是菲律賓核子研究院科學研究專家。她的研究所只是18個國家之一，正合作考慮輻射程序如交聯、鏈分裂、嫁接及其它表面改善過程，以便能幫助各國去發展更多的可負擔與可接近性的再回收方法。
交聯聚合物
交聯過程是使用電子束照射以在聚合物股間形成架橋；並藉由將聚合物股之間連結一起，該物質的性質被強化，而能產生較長的持久性、更具抵抗性及較佳品質的產品。這個通常的實踐如創造汽車輪胎，如它允許製造商減少橡膠使用的大小與厚度---降低原物料與產品價格，以及使得該產品更具可持久性。
劣化聚合物
照射幾乎是透過鏈分裂使用在相反的方式---該程序是將聚合物切斷或’劣化’。”這程序將使得物質更脆化及更易於被磨成較細的聚合物；例如，聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethene)是一種化學塗層，通常被更以它的品牌鐵氟龍稱呼之，它被劣化後，接著可用在馬達潤滑油及墨水的填加物" Olgun Güven稱，他是Hacettepe大學的輻射聚合物專家，且在土耳其(Türkiye)居於領先位置。在協作研究計畫下，專家正考量如何使鏈分裂能被使用在化學再回收，它將產品打破變為它的基本化學形式，以生產為新的原物料或燃料，再回收的鏈分裂能大量地強化自單一使用聚合物新產品的生產。
嫁接聚合物
嫁接是在其他聚合物表面長出一修剪過的短聚合物鏈的程序，以改善它的性質。同一技術能被使用來組成聚合物，將典型地彼此不相容，以便於較容易重塑及再架構廢棄物。
這些技術只是少數幾種方法，IAEA開發使用游離輻射，以從塑膠再回收廢棄物。”這用在工業界的非凡工具，能被應用在回收及是一種可負擔性的及可接近性的解決方案，以減輕塑膠廢棄物傷害我們的環境” Horak說。她說持續中的協作研究計畫將改進及驗證塑膠再回收技術，並協助決定在各國使用的可行性。它將也發展轉變知識為一個計畫，並將它付之行動。
為改善全世界應用創新的輻射技術的能力，以藉由再回收它來減少塑膠廢棄物，IAEA在2021年，提出管控塑膠污染核子技術倡議(Nuclear Technology for Controlling Plastic Pollution, NUTEC Plastics)，該倡議是投入於協助各國使用不同核子技術，它可提供科學基礎證據去描繪與評估海洋微塑膠污染特徵；同時也展示了游離輻射在塑膠再回收的使用，以便將塑膠廢棄物轉換為可利用的資源。
NUTEC Plastics涉入協作研究計畫，可協助以提供精準科學數據去通告塑膠污染政策，強化追蹤塑膠的方法及改善再回收的可擴展性。IAEA在創新的技術合作計畫，提供了研究人員設備與訓練，以轉移知識及鞏固塑膠再回收計畫。另指引的發展亦可以協助各國建立設施，以使用核子技術去處理塑膠污染。