اقترح باحثون من جامعة فياتكا الحكومية طريقةً للتخلص من النفايات الطبية البلاستيكية دون إنتاج مواد سامة. ووفقًا للمتخصصين، يُعدّ الحرق في مجال كهربائي طريقةً فعّالة للتخلص من البلاستيك، إذ يضمن المجال الكهربائي الأكسدة الكاملة للقاعدة الهيدروكربونية للمادة باستخدام الأكسجين من الهواء.
يمكن أن تُشكّل هذه التقنية المقترحة أساسًا لمحطات حرق نفايات جديدة موفرة للطاقة. عُرضت النتائج في منتدى الأورال للعلوم البيئية “التنمية المستدامة للمنطقة الصناعية” ( UESF-2024 ).
يُعد اختيار الطريقة الصحيحة للتخلص من النفايات أمرًا بالغ الأهمية لعدة أسباب. أولًا، يضمن التخلص من النفايات على أكمل وجه. ثانيًا، يضمن سلامة المنتجات النهائية لإعادة التدوير. قد يؤدي رفض التخلص من أنواع معينة من النفايات إلى عواقب بيئية وخيمة، إذ قد تتسرب مواد سامة من المواد أثناء التخزين، مما يُلوث التربة والهواء والكائنات الحية.
أصبح تصنيف النفايات موحدًا عالميًا. وأوضح الخبراء أن طرق التخلص منها تُحسب بناءً على مصدر النفايات وحالتها ومادتها الرئيسية.
يُعدّ البلاستيك ومحتوياته من أصعب أنواع النفايات من حيث التدمير. وحسب نوعه، تُطبّق طرق فيزيائية وكيميائية وحرارية مختلفة لتفكيك سلسلة البوليمر إلى مواد ذات كتلة أصغر، وفقًا لما أوضحه متخصصون من جامعة فياتكا الحكومية.
أشاروا إلى أن منتجات البوليمر الطبية، التي قد تحتوي على مواد حيوية، تتطلب عناية خاصة. يُعد الحرق أكثر طرق التخلص فعالية وأمانًا، ولكنه غالبًا ما يكون ناقصًا دون إجراءات إضافية. يُنتج الحرق التقليدي العديد من نواتج الأكسدة غير المكتملة: أول أكسيد الكربون، والفورمالديهايد، والفينولات، والديوكسينات المُسرطنة. لذلك، يُطور المتخصصون أساليب “الحرق اللاحق” لمنتجات البوليمر وتحويلها إلى ثاني أكسيد الكربون والماء.
في اللهب، توجد جسيمات مشحونة تتفاعل مع المجال الكهربائي. يؤدي هذا التفاعل إلى تأثيرات مختلفة، منها تغيرات في هندسة اللهب، ودرجة حرارة الاحتراق، وغيرها. في هذه الحالة، يُمدد المجال، الموجه على طول تدفق الخليط القابل للاحتراق، اللهب عند جهد منخفض، مما يزيد من مساحة التفاعل الكيميائي بين المتفاعلات (الوقود والمؤكسد)، مما يؤدي إلى تفاعلات كيميائية أكثر كفاءة، كما يقول إيليا زيريانوف، الأستاذ المساعد في قسم الفيزياء الهندسية بجامعة فياتسو.
وأضاف أنه عند توجيه المجال ضد تدفق الخليط المحترق، يلتصق اللهب بالوقود، مما يؤدي إلى تكوين غاز قابل للاشتعال من البوليمر بكثافة أكبر. يزداد اللهب بشكل ملحوظ، مغلفًا العينة. هذا يُكثف اختلاط المؤكسد الطازج مع النواتج المتحللة من مادة البوليمر، مما يؤدي إلى زيادة اكتمال الاحتراق.
في عملنا، نستخدم نموذجًا مُطوّرًا ومُصمّمًا لمُحرقة نفايات، يُتيح نمذجة أنماط احتراق مُختلفة وطرق حرق مُستخدمة في المنشآت الحرارية الصناعية الحقيقية. ومن السمات المُميّزة لفرننا قدرته على توليد مجال كهربائي بتكوينات مُختلفة في منطقة الاحتراق، كما أوضح المُختص.
ويخطط الفريق لتحديد الأنماط العامة للتغيرات في معلمات احتراق المواد المختلفة تحت تأثير المجال الكهربائي، وتطوير أساليب لتحسين عملية الاحتراق ككل.
وأكد العلماء أن المعرفة المكتسبة يمكن تطبيقها بعد ذلك لتحسين تشغيل أي منشآت طاقة تنفذ الاحتراق.
