Nhựa sinh học là thuật ngữ chung để chỉ các loại vật liệu có nguồn gốc sinh học, có khả năng phân hủy sinh học, hoặc kết hợp cả hai đặc tính này. Theo định nghĩa của European Bioplastics, một vật liệu được coi là nhựa sinh học nếu nó thuộc một trong ba loại sau: nhựa có nguồn gốc sinh học, nhựa có thể phân hủy sinh học, hoặc nhựa có thể ủ compost
2.
Trong đó, nhựa có nguồn gốc sinh học được sản xuất từ nguyên liệu tự nhiên như lúa mì, mía, ngô, khoai tây, củ cải đường. Loại nhựa này có thể thay thế một phần hoặc toàn bộ nguyên liệu hóa thạch trong quá trình sản xuất
2. Tại Pháp, luật pháp quy định tỷ lệ nguyên liệu tự nhiên phải đạt tối thiểu 30% để được coi là nhựa có nguồn gốc sinh học, và dự kiến tỷ lệ này sẽ tăng lên 60% vào năm 2025
3.
Nhựa có thể phân hủy sinh học là loại nhựa có khả năng phân hủy dưới tác động của vi sinh vật như vi khuẩn, tảo hoặc nấm. Tuy nhiên, điều quan trọng cần lưu ý là khả năng phân hủy sinh học không đồng nghĩa với việc có thể vứt bỏ tùy tiện trong tự nhiên vì nhiều loại nhựa này chỉ phân hủy trong điều kiện đặc biệt, có thể bao gồm nhiệt độ cao (50-60°C), độ ẩm và pH cụ thể, và sự hiện diện của các vi sinh vật phân hủy.
Nhựa có thể ủ compost là loại nhựa đáp ứng tiêu chuẩn châu Âu, theo đó phải phân hủy ít nhất 90% thành mùn trong vòng sáu tháng trong điều kiện ủ compost công nghiệp - một quá trình được kiểm soát chặt chẽ trong các cơ sở chuyên biệt, thường bao gồm việc duy trì nhiệt độ cao (50-70°C), kiểm soát độ ẩm, và đảo trộn thường xuyên để tạo điều kiện tối ưu cho vi sinh vật phân hủy. Điều kiện ủ compost công nghiệp khác biệt đáng kể so với ủ compost tại nhà, và Cơ quan Môi trường và Kiểm soát Năng lượng Pháp (ADEME) khuyến nghị ưu tiên phương pháp ủ compost công nghiệp
2 vì nó kiểm soát chặt chẽ hơn các điều kiện phân hủy, đảm bảo phân hủy hoàn toàn và nhanh chóng hơn. Nó cũng giúp tránh tích tụ các mảnh vi nhựa trong môi trường.
Các ứng dụng chính của nhựa sinh học bao gồm bao bì thực phẩm, chai nước, vật dụng y tế, và các sản phẩm nông nghiệp. Nhiều dự án nghiên cứu và phát triển đang được tiến hành trên toàn cầu nhằm cải thiện nhựa sinh học. Ví dụ, dự án NENU2PHAR tại châu Âu đã phát triển thành công các sản phẩm có thể phân hủy sinh học từ vi tảo
4. Bên cạnh đó, các dự án nghiên cứu cũng tìm cách mở rộng ứng dụng của nhựa sinh học, chẳng hạn như chỉ khâu phân hủy sinh học, túi đựng máu, ống tiêm trong lĩnh vực y tế; vỏ nang thuốc phân hủy sinh học trong lĩnh vực dược phẩm; và linh kiện điện tử tạm thời trong lĩnh vực công nghệ cao.
Nhựa sinh học có một số ưu điểm đáng kể so với nhựa truyền thống. Trước hết, nó giúp giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch trong sản xuất nhựa. Thứ hai, nhựa sinh học có tiềm năng giảm phát thải khí nhà kính trong quá trình sản xuất. Cuối cùng, một số loại nhựa sinh học có khả năng phân hủy nhanh chóng trong môi trường biển, giúp giảm tác động của ô nhiễm nhựa đến đời sống biển.
Tuy nhiên, nhựa sinh học cũng đối mặt với nhiều thách thức và hạn chế. Một trong những vấn đề lớn nhất là việc sử dụng đất nông nghiệp để trồng nguyên liệu. Năm 2021, khoảng 0,7 triệu hecta đất được sử dụng để trồng nguyên liệu cho sản xuất nhựa sinh học
2. Mặc dù con số này chỉ chiếm 0,016% tổng diện tích đất canh tác toàn cầu, nhưng nó vẫn gây ra lo ngại về cạnh tranh với sản xuất lương thực
5. Chi phí sản xuất cao cũng là một rào cản lớn đối với sự phát triển của nhựa sinh học. Hiện tại, giá thành của nhựa sinh học thường cao hơn 3-10 lần so với nhựa thông thường, khiến nó khó cạnh tranh trên thị trường. Ngoài ra, nhiều loại nhựa sinh học chỉ phân hủy trong điều kiện đặc biệt, không phải trong môi trường tự nhiên, điều này làm giảm đi lợi ích môi trường của chúng. Cuối cùng, sự xuất hiện của nhựa sinh học cũng có thể gây khó khăn cho hệ thống tái chế nhựa thông thường do khó phân biệt với nhựa thông thường, dẫn đến gây nhầm lẫn trong quá trình phân loại, ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm tái chế
6.
Tính bền vững của nhựa sinh học là một chủ đề gây nhiều tranh cãi trong cộng đồng khoa học và môi trường. Những người ủng hộ lập luận rằng việc sử dụng nguyên liệu tái tạo và khả năng phân hủy sinh học sẽ giúp giảm tác động môi trường của nhựa. Tuy nhiên, cũng có nhiều ý kiến phản đối. Một số chuyên gia cho rằng nhựa sinh học không giải quyết được vấn đề cốt lõi là văn hóa tiêu dùng một lần. Họ lo ngại sự xuất hiện của nhựa sinh học có thể làm gia tăng tình trạng sử dụng và vứt bỏ bừa bãi các sản phẩm nhựa, xuất phát từ niềm tin sai lầm rằng chúng sẽ tự phân hủy trong môi trường. Các tổ chức môi trường như Greenpeace từng bày tỏ quan ngại về nhựa sinh học. Họ cho rằng nhựa sinh học không phải là giải pháp toàn diện và có thể gây ra các vấn đề môi trường khác, như tăng cường sử dụng đất nông nghiệp và hóa chất trong canh tác
7.
Mặc dù vậy, nghiên cứu về nhựa sinh học vẫn đang tiếp tục phát triển với nhiều xu hướng mới đầy hứa hẹn. Một trong những hướng nghiên cứu quan trọng là sử dụng chất thải và phụ phẩm nông nghiệp làm nguyên liệu sản xuất nhựa sinh học
8. Điều này không chỉ giúp giảm chi phí sản xuất mà còn giải quyết vấn đề xử lý chất thải. Các nhà khoa học cũng đang nỗ lực cải thiện khả năng phân hủy của nhựa sinh học trong điều kiện tự nhiên. Mục tiêu là tạo ra các loại nhựa có thể phân hủy nhanh chóng và an toàn trong môi trường đất và nước, giảm thiểu tác động của rác thải nhựa.
Nguồn tham khảo: