Пластик на мр 27: () + -27 ( 12 16 ) , —

Содержание

(потирая руки) — Домашний Концлагерь и Оружейка — LiveJournal

Год не успел пройти — ан до нас дошло-таки МР-27 в пластике.
Одно.
Больше — нету.

Как уже было понятно, ижевчане не стали мудрствовать, а просто приспособили в очередной раз пластик от МР-18/МР-155 к двустволке — и довольно удачно, на мой взгляд. Подгонка нормальная, щелей нет, затыльник добротный.

Само ружьё обсуждать не будем — рядовая серийная продукция, 12х76 мм, двухспусковой УСМ, сменные чоки, качество — нормальное для Ижевска, особых претензий нет. Мушка кошмарная, конечно, но это массовое явление, сразу под замену.

Страстно алкаемого юзерами огромного выигрыша в весе тоже как-то получить не особо удалось, но это и не удивительно — отечественное ружьё со стальной колодкой и стволами 710 мм мало весить не будет. Тем не менее, напомню — обычный МР-27 в орехе тянет на 3590 грамм, а тут — сами видите. С моей точки зрения, очень неплохо.

Правда, висит у нас МР-27 в буке со стволами 670 мм (цилиндры), так вот у него вес — 3185 грамм.

Теперь — всё-таки о грустном. Три человека ростом от 176 до 181 см в летней одежде (рубашки-поло) классическим способом промеряли длину приклада. Получился не такой ужас-ужас, как на первых 155-ых, но тоже, в общем, не радостно. В зимней одежде, как вы понимаете, приклад окажется слишком длинным и затормозит быструю вскидку. А укоротить довольно сложно из-за специфической формы затыльника. Сделать такой вырез самостоятельно при укорачивании очень непросто — я, например, не возьмусь. Поэтому заднюю часть просто придётся обрезать и ставить обычный затыльник.

Тем не менее, я считаю новую одёжку старого «ижика» довольно успешной. Да, хотелось бы более короткого приклада — и сменных затыльников разной толщины (возможно, лет через 5 мы их увидим).
Но «хотелки» — вообще отдельная штука. Я бы лично посмотрел на 27-ой с длиной ствола 510-610 мм со сменными ДС. И даже купил бы.
И не я один. Но об этом ижевчанам талдычат не первый год…

PS И — да. На надпись на прикладе «Design and made in Russia» следовало бы кому-то шею намылить.

Росинтекс

О КОМПАНИИ

Важнейшими направлениями деятельности группы компаний «РОСИНТЕКС» являются прямые поставки широкого спектра технической продукции от крупнейших российских заводов-изготовителей. Именно непосредственное сотрудничество с надёжными производственными предприятиями позволяет нам обеспечивать рынок современными расходными материалами, техническими изделиями и сырьем всевозможных индустриальных направлений по самым низким ценам.
Компания имеет многолетний опыт поставок для оптовой и розничной реализации резинотехнических (РТИ) и асбестотехнических изделий (АТИ), конструкционных полимеров, электроизоляционных материалов, электродной и подшипниковой продукции. Нашими постоянными партнерами являются ведущие заводы-изготовители РТИ и АТИ южного, центрального, приволжского и уральского федеральных округов. Ключевые заказчики поставляемой нами продукции – отечественные промышленные предприятия, нуждающиеся в стабильном снабжении своей деятельности высококачественной и доступной продукцией. Все необходимые товары всегда есть в наличии на наших складах, что значительно ускоряет процесс оптовой закупки.

Значительную  долю  поставок  составляют  изделия  резинотехнической  промышленности, представляющие собой не только производственное сырье и материалы, но и широчайший ряд готовых технических изделий и конструкционных элементов. Мы поставляем рулонные и формованные резиновые материалы различного профиля и назначения. Сюда входит пищевая и вакуумная резина, сырые резиновые смеси, всевозможные технические пластины, включая пористые, МБС и ТМКЩ. Среди готовой резиновой продукции можно отметить большой выбор ременной продукции (клиновидные, вариаторные, вентиляторные ремни и пр.), конвейерных лент, напорно-всасывающих рукавов и шлангов, РВД, уплотнительных элементов, манжет, диэлектрических ковриков, автомобильных дорожек и т.п.

Каждый тип изделий представлен широким модельным рядом в соответствии с линейкой параметров и отвечает требованиям качества. Резинотехническая продукция востребована всеми техническими и производственными отраслями, включая строительное и сельскохозяйственное направления.

Вторым ключевым направлением деятельности предприятия являются прямые поставки обширного ассортимента технических изделий из тонковолокнистого асбеста – природного минерала, обладающего набором важных физико-химических особенностей, позволяющих создавать на его основе множество простых и сложных технических изделий, востребованных всеми без исключения отраслями производства и строительства. В частности, асбест обладает тепло- и электроизолирующими способностями, поэтому из него создают превосходные уплотнительные и изоляционные материалы, такие как шнуры и ткани асбестовые, картон, паронит и сальниковые уплотнители. Асбестотехническая продукция отличается высокими прочностными характеристиками, долгим сроком службы, а главное, низкой стоимостью.

Огромный  сектор  конструкционных  и  вспомогательных  материалов  составляют  современные высокотехнологичные пластики, значительно снизившие процент использования металлов в машиностроительной и электротехнической отраслях. Современные пластики получают на основе полимеров, источниками которых в свою очередь являются углеводороды, недостатка в которых наша страна не испытывает.
Химический синтез и выверенная рецептура позволяют наделять пластики такими наборами свойств, которые необходимы изготовителю, что и обеспечивает их универсальность, которая вкупе с доступной ценой позволила пластикам занять прочную нишу на рынке конструкционных материалов. Мы поставляем полимерные изделия и материалы известных отечественных марок. У нас можно купить фторопласт и уплотнительные изделия на его основе (ФУМ), винипласт, органическое стекло и другие изделия.

В отдельное направление нашей работы мы выводим поставку электроизоляционных изделий, которые включают в себя материалы из всех вышеперечисленных категорий товаров. Важность этого вида материалов для промышленной и хозяйственной деятельности трудно переоценить, ведь они ежедневно требуются даже в быту, что и говорить о производственных секторах и технологичных направлениях деятельности. На этих материалах выстраивается даже сама концепция электробезопасности, поэтому спрос на эти товары не падает никогда. Востребованными конструкционными материалами, которые ко всему обладают и электроизолирующими способностями, являются стеклолист и текстолит, поставляемые в виде стержневых заготовок или прямоугольных листов. Не менее востребована и классическая изолента в х/б и ПВХ исполнении.

Также мы занимаемся продажей подшипников. У нас Вы сможете купить необходимые подшипники. Подшипники являются конструкционным динамическим элементом, поддерживающим подвижные узлы, оси и валы машин и механизмов, благодаря своей конструкции обеспечивая их пространственную фиксацию, беспрепятственное (с минимизированным трением) вращение, прокрутку или продольное смещение.
Помимо рассмотренных групп товаров, в продаже имеется высококачественная продукция множества других направлений, в том числе сварочные электроды, подшипниковая продукция основных видов и многое другое. Наши специалисты проконсультируют вас по любым вопросам, связанным с нашей продукцией и способами её приобретения.
Новейшее предложение нашей компании — рукава всасывающие морозостойкие из ПВХ, стропы текстильные, модульные напольные покрытия и подшипники!

СПЕЦПРЕДЛОЖЕНИЕ !!!

Широкий ассортимент клиновых ремней и транспортерных лент производства Китай на нашем складе по сниженным ценам!
Принимаем заказы и в короткие сроки обеспечиваем поставку продукции, отсутствующей на складе.
Мы выражаем надежду на плодотворное сотрудничество, всегда рады видеть Вас гостями нашего сайта и постараемся ответить на все Ваши вопросы и пожелания по телефонам и электронной почте.

Минтруд разработает обновленные правила предоставления выплаты на детей от 3 до 7 лет с учетом обратной связи от регионов и граждан

16:39 12 Марта | Разные новости

16:37 12 Марта | Разные новости

16:35 12 Марта | Свердловская область

16:34 12 Марта | Свердловская область

16:20 12 Марта | Разные новости

16:19 12 Марта | Саратовская область

16:18 12 Марта | Разные новости

16:14 12 Марта | Экономика

16:10 12 Марта | Тамбовская область

16:08 12 Марта | Саратовская область

16:07 12 Марта | Мир

16:05 12 Марта | Московская область

16:04 12 Марта | Московская область

15:44 12 Марта | Разные новости

15:35 12 Марта | Саратовская область

15:34 12 Марта | Саратовская область

15:31 12 Марта | Власть

15:30 12 Марта | Саратовская область

15:28 12 Марта | Москва

15:28 12 Марта | Москва

15:27 12 Марта | Свердловская область

15:19 12 Марта | Саратовская область

15:14 12 Марта | Воронежская область

15:12 12 Марта | Оренбургская область

15:11 12 Марта | Саратовская область

15:02 12 Марта | Власть

15:00 12 Марта | Разные новости

15:00 12 Марта | Разные новости

14:59 12 Марта | Крым

14:58 12 Марта | Саратовская область

14:41 12 Марта | Саратовская область

14:39 12 Марта | Саратовская область

14:39 12 Марта | Здоровье

14:33 12 Марта | Мир

14:21 12 Марта | Разные новости

14:18 12 Марта | Саратовская область

14:10 12 Марта | Нижегородская область

14:03 12 Марта | Саратовская область

14:01 12 Марта | Свердловская область

13:55 12 Марта | Краснодарский край

13:52 12 Марта | Саратовская область

13:42 12 Марта | Саратовская область

13:39 12 Марта | Пензенская область

13:38 12 Марта | Наука

13:37 12 Марта | Саратовская область

13:36 12 Марта | Саратовская область

13:34 12 Марта | Разные новости

13:33 12 Марта | Разные новости

13:21 12 Марта | Разные новости

13:20 12 Марта | Краснодарский край

13:20 12 Марта | Краснодарский край

13:18 12 Марта | Разные новости

13:10 12 Марта | Разные новости

13:03 12 Марта | Разные новости

13:02 12 Марта | Россия

13:00 12 Марта | Разные новости

12:59 12 Марта | Разные новости

12:58 12 Марта | Саратовская область

12:55 12 Марта | Разные новости

12:53 12 Марта | Разные новости

12:51 12 Марта | Разные новости

12:50 12 Марта | Самарская область

12:49 12 Марта | Разные новости

12:46 12 Марта | Путешествия

12:37 12 Марта | Саратовская область

12:35 12 Марта | Разные новости

12:34 12 Марта | Разные новости

12:33 12 Марта | Саратовская область

12:32 12 Марта | Саратовская область

12:30 12 Марта | Разные новости

12:27 12 Марта | Россия

12:26 12 Марта | Разные новости

12:20 12 Марта | Самарская область

12:17 12 Марта | Здоровье

12:16 12 Марта | Разные новости

12:14 12 Марта | Краснодарский край

12:03 12 Марта | Оренбургская область

12:03 12 Марта | Краснодарский край

12:00 12 Марта | Разные новости

11:59 12 Марта | Разные новости

11:58 12 Марта | Разные новости

11:56 12 Марта | Крым

11:55 12 Марта | Разные новости

11:54 12 Марта | Разные новости

11:50 12 Марта | Здоровье

11:41 12 Марта | Москва

11:40 12 Марта | Саратовская область

11:39 12 Марта | Волгоградская область

11:39 12 Марта | Спорт

11:37 12 Марта | Разные новости

11:35 12 Марта | Московская область

11:35 12 Марта | Разные новости

11:34 12 Марта | Волгоградская область

11:33 12 Марта | Московская область

11:32 12 Марта | Севастополь

11:28 12 Марта | Разные новости

11:22 12 Марта | Свердловская область

11:21 12 Марта | Свердловская область

11:20 12 Марта | Ярославская область

11:19 12 Марта | Власть

В 2021 году в деревне Мамыри введут крупный бизнес-центр

16:39 12 Марта | Разные новости

16:37 12 Марта | Разные новости

16:35 12 Марта | Свердловская область

16:34 12 Марта | Свердловская область

16:20 12 Марта | Разные новости

16:19 12 Марта | Саратовская область

16:18 12 Марта | Разные новости

16:14 12 Марта | Экономика

16:10 12 Марта | Тамбовская область

16:08 12 Марта | Саратовская область

16:07 12 Марта | Мир

16:05 12 Марта | Московская область

16:04 12 Марта | Московская область

15:44 12 Марта | Разные новости

15:35 12 Марта | Саратовская область

15:34 12 Марта | Саратовская область

15:31 12 Марта | Власть

15:30 12 Марта | Саратовская область

15:28 12 Марта | Москва

15:28 12 Марта | Москва

15:27 12 Марта | Свердловская область

15:19 12 Марта | Саратовская область

15:14 12 Марта | Воронежская область

15:12 12 Марта | Оренбургская область

15:11 12 Марта | Саратовская область

15:02 12 Марта | Власть

15:00 12 Марта | Разные новости

15:00 12 Марта | Разные новости

14:59 12 Марта | Крым

14:58 12 Марта | Саратовская область

14:41 12 Марта | Саратовская область

14:39 12 Марта | Саратовская область

14:39 12 Марта | Здоровье

14:33 12 Марта | Мир

14:21 12 Марта | Разные новости

14:18 12 Марта | Саратовская область

14:10 12 Марта | Нижегородская область

14:03 12 Марта | Саратовская область

14:01 12 Марта | Свердловская область

13:55 12 Марта | Краснодарский край

13:52 12 Марта | Саратовская область

13:42 12 Марта | Саратовская область

13:39 12 Марта | Пензенская область

13:38 12 Марта | Наука

13:37 12 Марта | Саратовская область

13:36 12 Марта | Саратовская область

13:34 12 Марта | Разные новости

13:33 12 Марта | Разные новости

13:21 12 Марта | Разные новости

13:20 12 Марта | Краснодарский край

13:20 12 Марта | Краснодарский край

13:18 12 Марта | Разные новости

13:10 12 Марта | Разные новости

13:03 12 Марта | Разные новости

13:02 12 Марта | Россия

13:00 12 Марта | Разные новости

12:59 12 Марта | Разные новости

12:58 12 Марта | Саратовская область

12:55 12 Марта | Разные новости

12:53 12 Марта | Разные новости

12:51 12 Марта | Разные новости

12:50 12 Марта | Самарская область

12:49 12 Марта | Разные новости

12:46 12 Марта | Путешествия

12:37 12 Марта | Саратовская область

12:35 12 Марта | Разные новости

12:34 12 Марта | Разные новости

12:33 12 Марта | Саратовская область

12:32 12 Марта | Саратовская область

12:30 12 Марта | Разные новости

12:27 12 Марта | Россия

12:26 12 Марта | Разные новости

12:20 12 Марта | Самарская область

12:17 12 Марта | Здоровье

12:16 12 Марта | Разные новости

12:14 12 Марта | Краснодарский край

12:03 12 Марта | Оренбургская область

12:03 12 Марта | Краснодарский край

12:00 12 Марта | Разные новости

11:59 12 Марта | Разные новости

11:58 12 Марта | Разные новости

11:56 12 Марта | Крым

11:55 12 Марта | Разные новости

11:54 12 Марта | Разные новости

11:50 12 Марта | Здоровье

11:41 12 Марта | Москва

11:40 12 Марта | Саратовская область

11:39 12 Марта | Волгоградская область

11:39 12 Марта | Спорт

11:37 12 Марта | Разные новости

11:35 12 Марта | Московская область

11:35 12 Марта | Разные новости

11:34 12 Марта | Волгоградская область

11:33 12 Марта | Московская область

11:32 12 Марта | Севастополь

11:28 12 Марта | Разные новости

11:22 12 Марта | Свердловская область

11:21 12 Марта | Свердловская область

11:20 12 Марта | Ярославская область

11:19 12 Марта | Власть

SC Johnson запускает первую в истории 100% переработанную океаническую пластиковую бутылку в крупном бренде для домашней уборки

РАСИН, Висконсин, 27 февраля 2019 г. — В рамках своей постоянной приверженности решению проблемы пластикового загрязнения наших океанов компания SC Johnson объявила о выпуске первого в отрасли продукта, в котором используется 100% переработанный океанский пластик. крупный бренд домашней уборки. Этот продукт является частью вездесущего бренда Windex®, одного из самых популярных брендов компании и любимца домашних хозяйств на протяжении последних 86 лет.

«С более чем 5 триллионами кусочков пластикового мусора в океане условия продолжают ухудшаться и ухудшаться», — сказал Фиск Джонсон, председатель и главный исполнительный директор SC Johnson. «Бутылка Windex — это лишь один из многих способов, с помощью которых мы не только предлагаем решения для борьбы с загрязнением океана, но и принимаем меры, чтобы эти решения стали реальностью».

Пластиковые бутылки Windex® Vinegar Ocean Plastic — это повседневное предложение, они будут доступны в розничных магазинах Северной Америки, таких как Target и Walmart. Этой весной на прилавках магазинов появится 8 миллионов штук.Новый продукт представляет собой первую в мире бутылку для чистки стекла, изготовленную на 100% из переработанного океанического пластика. Он также не токсичен и не требует жестокого обращения.

В рамках выпуска пластиковых бутылок Windex® Vinegar Ocean Plastic Джонсон появится 27 февраля на конференции GreenBiz 2019 в Фениксе. Он обсудит роль, которую компании могут сыграть в борьбе с кризисом загрязнения океана пластиком. Участники конференции узнают о партнерстве SC Johnson-Plastic Bank и о том, как оно меняет жизнь людей в Индонезии, открывая новые экономические возможности и предотвращая попадание пластика в водные пути.

К осени 2019 года планируется выпустить 100-процентную бутылку Social Plastic® Windex® с Plastic Bank. Этот продукт является еще одной вехой в усилиях компании по борьбе с загрязнением океана пластиком.

Этот продукт является инновационным и непохожим ни на что другое на рынке, поскольку он будет включать переработанный социальный пластик, поставляемый в океан, полученный от Plastic Bank из Гаити, Филиппин и Индонезии, что не только помогает окружающей среде, но и обеспечивает социальные выгоды для людей, живущих ниже уровень бедности.В рамках этой программы компания в настоящее время создает программы по переработке отходов как часть решения по предотвращению попадания пластика в океан и одновременно борьбе с бедностью. Программа предназначена для обучения людей вопросам вторичной переработки и побудить людей жить с пластиком и использовать его ответственно. Каждая бутылка станет новым источником дохода или экономической возможностью для участников программы.

«Цель состоит в том, чтобы создать инфраструктуру по переработке отходов, чтобы минимизировать количество пластиковых отходов и одновременно решить проблемы бедности», — сказал Джонсон.«Это серьезная экологическая проблема, и для ее решения потребуется совместная работа предприятий, правительств, НПО и гражданского общества».

Windex® Original Glass Cleaner известен непревзойденным блеском без разводов при мытье окон, зеркал, стеклянных душевых дверей, стеклянных плит и многого другого. Благодаря своему составу с аммиаком-D® он начинает работать с отпечатками пальцев, грязью и другими загрязнениями еще до того, как вы протерете.

Очищение пластика из океанов: большой спрос на страну, которая любит упаковку

ОСАКА, Япония — Сёдзи Косака всегда считал Японию местом, где люди умеют выбрасывать мусор.

Это было до того, как прошлой осенью он провел утро на рыболовном траулере в заливе Осака, потрясенный стопками бутылок из-под газировки, пластиковых пакетов для покупок, оберток от закусок и соломинок для питья, которые постоянно попадали в сети вместе с камбалой и креветками.

«Там были вещи, которых не должно было быть», — сказал г-н Косака, заместитель главы Союза правительства Кансай, региональной федерации, представляющей второй по величине мегаполис Японии после Токио. Судя по тому, что он видел за шесть часов на лодке, мистер Ф.По оценкам Косаки, на дне залива лежит более 6,1 миллиона пластиковых отходов и около 3 миллионов пластиковых пакетов.

Учитывая высокий уровень сбора пластиковых отходов в Японии и строгий подход страны к переработке отходов, г-н Косака сказал: «Я был удивлен тем, сколько мусора находится на дне океана».

Поскольку мировые лидеры прилетели на встречу на высшем уровне Группы 20, которая официально открывается в пятницу в Осаке, они встретятся в конференц-центре примерно в миле от залива, где г-н А.Косака обнаружил оскорбительный пластик.

Сокращение количества пластиковых отходов, которые попадают в океаны, является важным предложением премьер-министра Японии Синдзо Абэ, проводящего встречу G-20.

Одноразовые пластиковые бутылки и посуда запрещены в международном медиа-центре, а репортеры получили подарочные пакеты с чашкой из переработанного пластика с изображением плачущей черепахи, плывущей рядом с плавающей бутылкой с водой, соломинкой и пакетом для продуктов. . «Давайте защитим океан от пластиковых отходов!» читает подпись.

На встрече министров окружающей среды в этом месяце в Каруидзаве, Япония, группа согласовала добровольные меры, направленные на изучение проблемы и, в конечном итоге, очистку. Согласно научным оценкам, 20 стран производят около половины всего морского пластикового мусора, который может разрушить экосистемы, затруднить судоходство и загрязнить пляжи.

Критики уже критиковали меры за отсутствие каких-либо целей численного сокращения. Но эксперты и правозащитники говорят, что Группа 20 по крайней мере старается держать морские пластиковые отходы в поле зрения общественности.

«Это полезно тем, что удерживает этот вопрос в центре внимания международной повестки дня», — сказал Торбьорн Графф Хьюго из Института международного права и политики в Осло, который писал о необходимости заключения международного договора по контролю за морскими пластиковыми отходами. «И эта группа стран использует возможность, чтобы укрепить свое обязательство что-то делать с этим».

Для Японии, второго по величине производителя пластиковых упаковочных отходов в мире на душу населения после США, проблема не только в надлежащей утилизации.

Японцев часто хвалят за тщательный сбор мусора — помните футбольных фанатов чемпионата мира, которые убирали все свои чашки и обертки перед тем, как покинуть стадион? — и могут быть очень осторожны при разделении отходов для вторичной переработки.

Но потребление пластика глубоко укоренилось в японской культуре, где овощи, продаваемые в продуктовых магазинах, упаковываются в индивидуальную упаковку, упаковки часто упаковываются в двойные пакеты, а в торговых автоматах повсеместно выдается множество пластиковых бутылок.

В то время как большинство муниципалитетов имеют сложные системы сбора — от 70 до 80 процентов использованных пластиковых оберток, бутылок и пакетов собираются компаниями по утилизации отходов, а затем перерабатываются или сжигаются — по оценкам Министерства окружающей среды Японии, от 20 000 до 60 000 тонн пластиковых отходов остаются в океане каждый год.

Говоря о морском пластиковом мусоре, г-н Абэ в основном настаивал на улучшении сбора и переработки мусора, а не на существенном сокращении общего количества пластика, используемого в Японии.

«Мы на самом деле не пытаемся устранить источник проблемы», — сказала Карен Раубенхеймер, преподаватель Университета Вуллонгонга в Австралии и эксперт по политике в области морского пластика. «Если вы говорите только о сборе и управлении отходами, вы не говорите о сокращении производства и потребления».

72-летняя Тиёко Ямада делала покупки в подвальном ресторанном дворике универмага Kintetsu в Осаке в четверг, ее корзина была заполнена продуктами в пластиковой упаковке. Были пластиковые пищевые контейнеры с жареной лапшой соба и пикантными блинами, известными как окономияки, наполненные индивидуальными пластиковыми пакетиками для каждого ингредиента.Единственная морковь, завернутая в полиэтиленовую пленку, лежала на дне ее корзины рядом с четырьмя стеблями спаржи, также завернутыми в полиэтилен.

«Я считаю, что весь этот пластик чрезмерен», — сказала г-жа Ямада. «Это просто создает для меня много работы дома, разворачивая каждую отдельную вещь».

Г-жа Ямада не особо оценила инициативу по морскому пластику, которую г-н Абэ продвигает на саммите Группы 20. «Я думаю, это просто говорит Эйб», — сказала она. «Не думаю, что это будет эффективно.”

История Японии по морским отходам неоднозначна; на встрече «большой семерки» в Канаде в прошлом году она не подписала хартию пластмасс, направленную на сокращение морских отходов. Единственной другой страной, которая не подписала контракт, были Соединенные Штаты.

В глобальном масштабе одна из самых больших проблем заключается в том, что развитые страны выгружают свой мусор, экспортируя его в более бедные страны, которые могут не иметь сложных систем утилизации.

«Это большая ложь, — сказала г-жа Раубенхаймер. «Да, мы говорим, что перерабатываем так много, но сколько мы перерабатываем внутри страны, и когда мы отправляем ее за границу, отследить это невозможно.”

Два года назад Китай, который был основным пунктом назначения вывозимых отходов, запретил большинство поставок пластикового мусора. Теперь такие страны, как Япония, отправляют пластик в страны Юго-Восточной Азии. Поскольку получатели не имеют возможности переработать все это, все больше пластиковых отходов попадает в море.

В то же время развивающиеся страны расширяют использование пластика, часто в рамках программы повышения безопасности пищевых продуктов и гигиены.

Эксперты предупреждают, что стремление к сокращению использования пластика может представлять опасность для здоровья граждан в бедных странах.

«Если весь пластик будет удален из мира, дети могут получить больше заболеваний из-за загрязненной посуды и вилок», — сказал Атсухико Исобе, профессор Научно-исследовательского института прикладной механики Университета Кюсю, изучавший морские пластиковые отходы.

По его словам, он согласен с целью сокращения потребления пластика, но это следует делать «шаг за шагом и в соответствии с научными данными».

«Пластик опасен для окружающей среды, — сказал он, — но в то же время удаление пластика также несет опасность для всего мира.”

Пластик и его влияние на наши океаны

Пластик вплетен в ткань нашей жизни.

«Никто в своей повседневной жизни в течение 10 минут не прикасается к чему-то, что сделано из пластика», — сказал профессор Эндрю Холмс, почетный профессор Мельбурнского университета и химик-полимер, который разработал специальные пластики. для телевизоров с плоским экраном и солнечных батарей.

Он используется во всем: от клавиатуры или пера, которыми вы пользуетесь, до ваших очков или контактных линз, тефлона на сковороде и банкнот в вашем бумажнике.Он в вашей одежде, телефоне, машине, матрасе и экране телевизора.

«Пластик может быть гибким или жестким, и его легкость также делает его очень привлекательным», — сказал профессор Холмс.

Но, несмотря на все преимущества, которые дает нам пластик, утилизация продуктов — особенно тех, которые предназначены для однократного использования, например упаковки, — стала серьезной экологической проблемой.

«Океан полон отходов, потому что люди небрежно избавились от них», — сказал профессор Холмс.

Итак, насколько велика проблема, что происходит, когда пластик попадает в океан, и что мы можем с этим поделать?

Сколько пластика попадает в океан?

Примерно 8 миллионов тонн пластика попало в океан в 2010 году (

Поставлено: Jambeck et al / Science 2015

)

По данным наиболее полного исследования загрязнения пластиком, в 2010 году в океан ушло около 8 миллионов тонн пластика. так далеко.

По данным международного исследования, 192 страны произвели в общей сложности 275 миллионов тонн пластиковых отходов.

Наибольшее количество этих отходов было произведено Китаем — от 1,32 до 3,52 миллиона тонн. Затем последовали Индонезия, Филиппины, Шри-Ланка и Вьетнам.

Австралия, не входящая в двадцатку крупнейших загрязнителей, внесла менее 0,01 миллиона тонн.

Но это все равно составляет 13 888 тонн мусора в год, четверть из которых попадает в водные пути, согласно соавтору исследования доктору Крису Уилкоксу из CSIRO’s Oceans and Atmosphere Flagship.

В условиях экспоненциального роста мирового производства пластика количество пластика, попадающего в океан, вероятно, станет намного больше.

«Примерно каждые 11 лет количество производимого пластика удваивается», — сказал д-р Уилкокс.

«Другими словами, до 2028 года мы будем производить столько же пластика, сколько производили [с 1950-х годов] до настоящего времени».

Как долго пластик остается в океане?

Пластик распадается на мелкие фрагменты в океане. (

Малин Джейкоб

)

Пластик сделан прочным и долговечным, поэтому на его разрушение может уйти много времени.

«Пластмассы — очень твердые материалы, поэтому их трудно сломать, если их не сжечь», — сказал профессор Холмс.

«Есть некоторые, из которых можно вернуться к исходным строительным блокам, но не многие».

Сюда входят новые биопластики на растительной основе, изготовленные из полимолочной кислоты (PLA). Но так же, как и традиционные нефтехимические пластмассы, такие как плексиглас, пластмассы на основе PLA разрушаются только при очень высоких температурах.

Из чего сделан пластик?

  • Пластмассы — это название, которое мы даем группе веществ, в основном состоящих из молекул на основе углерода, расположенных во многих повторяющихся звеньях (n) в длинной цепи, известной как полимер.
  • Существует много различных типов пластика в зависимости от того, что прикреплено к углю. в цепи состоит из двух атомов водорода, соединенных с одним атомом углерода.
  • Большинство пластмасс получают из нефти, хотя некоторые новые пластики, известные как биопластики, получают из строительных блоков, полученных путем микробной ферментации или из кукурузного сиропа.
  • Химические вещества, включая красители, пенообразователи, пластификаторы, антиоксиданты и антипирены, могут быть добавлены к различным типам пластмасс для придания им особых качеств, таких как цвет, текстура, гибкость и долговечность.

В естественной среде главные факторы, разрушающие пластик, — это солнечный свет, кислород и вода.

«Проблема в том, что при нормальном разложении остаются частицы, которые все еще могут быть вредными для живых существ — наночастицы и микрочастицы», — сказал профессор Холмс.

«Это включает в себя так называемые разлагаемые полимеры, используемые в некоторых пластиковых пакетах, в которые добавлен крахмал, чтобы помочь им развалиться».

Скорость разрушения пластика зависит от условий и типа пластика.

Он быстрее разрушается, если подвергается физическому истиранию и солнечному свету, поэтому он будет разрушаться быстрее в зонах прибоя, чем если бы он был похоронен под осадками в устье, объяснил доктор Уилкокс.

«Тут многое зависит от толщины пластика, его плотности и наличия УФ-стабилизаторов.»

Например, плотная леска из моноволокна может прослужить до 600 лет, тогда как тонкий пластиковый мешок, разбивающийся о прибой, может прослужить всего несколько месяцев.

» Но даже если этот мешок сломается в течение шести месяцев или год, до этого он мог бы иметь большое воздействие на окружающую среду », — сказал он.

Куда уходит пластик?

Есть пять основных круговоротов океана (

Поставляется: NOAA

)

Это действительно сложно чтобы количественно определить, сколько пластика находится в океане, но по последним оценкам, в нем содержится до 51 триллиона частиц или 236 000 тонн.

Может показаться, что это много, но на самом деле это далеко не около 8 миллиардов тонн, которые были отправлены в Мировой океан только в 2010 году.

Что именно происходит с «пропавшим» пластиком — загадка для таких исследователей, как доктор Уилкокс.

«Это говорит о том, что каждый год в 40 раз больше пластика, который находится в океане. Так что есть целая куча, которая должна быть куда-то отправлена».

Пластик широко распространен в открытом океане, но особенно сконцентрирован в пяти основных океанских круговоротах — вращающихся потоках воды — в Тихом, Атлантическом и Индийском океанах.

Самый большой и самый известный из них — Большой мусорный полигон в северной части Тихого океана — концентрированный суп из микропластика или крошечных фрагментов размером менее 5 миллиметров в поперечнике.

Есть два типа пластика, которые плавают: полиэтилен, который используется для изготовления молочных кувшинов и полиэтиленовых пакетов, и полипропилен, который используется для таких вещей, как крышки от бутылок, соломинки и контейнеры для молочных продуктов.

По мере того, как они отправляются в море, пластмассы измельчаются в маленькие твердые кубики, которые могут съесть морские животные.

Пластмассы также являются домом для микробов — явление, получившее название «пластисфера». Эти микробы могут просто использовать пластик, чтобы плавать в океане, но есть некоторые свидетельства того, что они могут играть роль в разрушении пластика.

Пластмассы должны становиться более распространенными по мере их разрушения, но недавние исследования показали, что концентрация мельчайших частиц, от нескольких микрон до нескольких миллиметров, была намного ниже, чем ожидалось.

«Непонятно, что происходит — есть ли какие-то проблемы с отбором проб или они оседают на дно океана», — сказал доктор Уилкокс.

Ученые обнаружили доказательства микропластика в глубоководных отложениях Атлантического, Средиземного и Индийского океанов.

Пластиковая упаковка и рыболовные снасти являются одними из самых популярных предметов, попадающих в океан. (

Getty Images: Sablin

)

Часть пропавшего пластика может быть также в прибрежных регионах.

«Я думаю, что это то, что люди действительно не ценят. В круговоротах может быть изрядное количество пластика, но прибрежная окраина, вероятно, намного больше», — сказал д-р Уилкокс.

«Даже в Австралии вы можете сказать, как далеко вы находитесь от города, по количеству пластика на пляже и в воде рядом с пляжем».

Анализ вод вокруг Австралии показал, что в среднем на квадратный километр приходится около 4000 фрагментов микропластика, хотя в некоторых горячих точках концентрация составляет от 15000 до 23000.

Подавляющее большинство фрагментов микропластика произошло из пластиковой упаковки, такой как чашки, бутылки, пакеты, а также от фрагментов рыболовных снастей.

Доктор Уилкокс сказал, что загрязнение прибрежных районов представляет для биоразнообразия даже большую проблему, чем загрязнение открытого океана.

«Число видов на прибрежной окраине намного больше, чем в круговоротах».

Какое влияние пластик оказывает на морских животных?

Длинные плоские куски пластика хуже всего запутываются. (

Источник: plastinography.org

)

Исследования показывают, что самой большой проблемой было запутывание в пластике, сказал доктор Уилкокс.

Животных заворачивают в сети из моноволокна, полиэтиленовые пакеты, воздушные шары и ремни.

Согласно его исследованиям, только в северной Австралии ежегодно от 5 000 до 15 000 морских черепах запутываются из-за выброшенных на берег заброшенных рыболовных снастей.

«Все, что длинное, гибкое или листовое, — наихудшее».

Вторая по величине проблема — это последствия употребления пластика в пищу: по оценкам, около 90 процентов морских птиц делают это.

Эти пластмассы могут вызвать закупорку кишечника или перфорацию кишечника.

Проглатывание пластика может также вызвать попадание в животное токсичных химических веществ, таких как фталаты — пластификатор, влияющий на гормональную систему.

«В нашем исследовании мы можем предсказать, сколько пластика в желудке морской птицы, измерив количество фталата в его жире», — сказал д-р Уилкокс.

Около 90% морских птиц питаются пластиком. (

Поставлено: Бритта Дениз Хардести

)

Итак, что мы можем с этим поделать?

«Решение всего этого находится на суше, и оно связано с изменением наших цепочек поставок в отношении упаковки, того, как мы используем упаковку и как мы заботимся об упаковке», — сказал д-р Уилкокс.

Основная проблема, по его словам, заключалась в том, насколько дешевый пластик.

«Если бы с пластиком была связана плата или залог, мы бы производили и потребляли меньше».

Он сказал, что один из способов сделать это — внедрить схемы сдачи контейнеров, которые, как было показано, сокращают количество контейнеров для напитков в окружающей среде на 60 процентов.

«Это большое дело, поскольку контейнеры для напитков составляют 40% всех отходов в окружающей среде».

Потребители также могут потребовать от розничных торговцев использовать меньше пластиковой упаковки, сказал д-р Уилкокс.

«Во многих случаях люди смогли добиться значительных местных изменений со стороны правительства и бизнеса.«

бутылок сортируются на складе вторичной переработки в Аделаиде. (

Story Hunters: Мелани Гаррик

)

По мнению профессора Холмса, миру, возможно, придется перейти на полностью биоразлагаемый пластик, сделанный из растений. Но у них есть недостатки.

«Проблема в том, достаточно ли пахотной земли для производства строительных блоков из пластика, когда нам также необходимо производить продукты питания?»

Тем временем, по его словам, мы должны перерабатывать все, что можем.

«В идеале все пластики должны подлежат вторичной переработке, но в настоящее время это не так.«

Профессор Холмс сказал, что пластмассы, которые не могут быть переработаны — например, те, которые используются в пластиковых пакетах или пенополистирол, используемый в кофейных чашках и упаковке для электронных товаров, — должны быть утилизированы на свалке или сжиганием.

« Пластмасса отходы в океанах губительны для морских обитателей и птиц, и человечество должно избегать захоронения этих отходов таким образом, чтобы они попадали в канализацию, реки и, в конечном итоге, в океан », — сказал он.

со всего ABC?

Наука в вашем почтовом ящике

Получите все последние научные истории со всего ABC.

Три художника создают мусорное искусство в «Пластиковом океане»

Скотт Блюдорн

Скотт Блюдорн, уроженец Восточного Хэмптона, известный созданием функционального и декоративного искусства из перепрофилированных материалов, включая морской мусор, является сокуратором «Пластикового океана» »В Montauk Oceans Institute. Он надеется, что институт ознакомит посетителей маяка Монток с проблемой загрязнения океана, многие из которых не живут рядом с океаном.

Для выставки, г.Bluedorn создает шкаф, демонстрирующий 10 предметов мусора, которые чаще всего встречаются на пляже, а также скамейку из найденного пластика, на которой люди могут сидеть и учиться.

«Я надеюсь, что шоу зажжет лампочку в умах людей», — сказал он. «Многие люди даже не подозревают, что наш кислород поступает из океана, и мы должны выразить обеспокоенность по этому поводу. Искусство — действительно хорошее средство для того, чтобы люди узнали, не стреляя в них фактами ».

Синди Пиз Роу

«Я леплю вещи из морского мусора, и делаю это последние шесть лет», — сказала Синди Пиз Роу, жительница Гринпорта.Она только что вернулась из поездки Государственного департамента по Китаю, где она посетила четыре города, рассказывая людям о распространенности и опасности морского мусора. «Все хотят одного и того же; мы живем в одной воде, мы дышим одним и тем же воздухом. Что происходит с пластиком, так это то, что он никогда не уходит », — сказала она. «Они распадаются под воздействием моря и солнца на все более мелкие и мелкие части, и в конечном итоге они становятся микропластиками. Их поедают маленькие рыбки, эту рыбу поедает более крупная рыба, и так далее по пищевой цепочке, пока мы не съедим микропластик, содержащийся в рыбе, которую покупаем.”

В понедельник, 23 мая, г-жа Роу проведет семинар с детьми из государственной школы Монтока. «Я собираюсь поговорить с ними о морском пластике и о том, чтобы быть послами их береговой линии и своего сообщества», — сказала она. «Тогда мы будем делать китов из мусора, который они собрали с пляжа». Когда выставка откроется, эти киты будут висеть на балках Института океана.

Билли Стронг

Билли Стронг связан с маяком на протяжении многих поколений.Его прапрадед Джеймс Скотт был смотрителем маяка в Монтоке в конце 1800-х годов. У г-на Стронга, основателя The Green Explorer, простая миссия: восстанавливать окружающую среду, меняя жизни. Он путешествует по миру, обучая детей и взрослых тому, как мусор вокруг них может быть повторно использован и переработан для создания произведений искусства.

Для выставки «Пластиковый океан» мистер Стронг создает бюст мистера Скотта, сделанный из предметов, которые он собирает на местных пляжах. «Вы можете пойти на любой пляж в мире, и везде пластик», — сказал он.«Даже на Галапагосских островах, на которых практически нет людей, есть огромное количество пластикового мусора от людей, которые их посещают».

ЦИФРОВОЙ ОРИГИНАЛ: мероприятие по очистке от пластика на реке Саскуэханна

WRIGHTSVILLE, Pa. (WHTM) — Загрязнение водоемов по всему миру пластиком является растущей проблемой: ежегодно в океан попадает около 8 миллионов метрических тонн пластика. Некоторые местные группы работают над удалением пластиковых отходов из реки Саскуэханна во время 1-й ежегодной чистки пластика Нижней Саскуэханны.

Добровольцы отправились на байдарках и лодках на острова посреди реки, чтобы подобрать пластик, который там выбросило, в то время как другие остались на берегу, чтобы собирать мусор.

Загрязнение пластиком — проблема как в реке Саскуэханна, так и в нижнем течении Чесапикского залива, — объясняет Джоди Сульпицио, преподаватель природных ресурсов и главный управляющий водораздела графства Йорк для штата Пенсильвания, одной из организаций, проводящих очистку. Затем Чесапикский залив соединяется с Атлантическим океаном.

«Пластик никогда не разложится и не исчезнет, ​​- говорит Сульпицио, — он распадется на более мелкие части». В конце концов, они распадаются на микропластик, который попадает в организм морских обитателей. Сульпицио объясняет, что эффекты микропластика все еще исследуются.

«Если мы сможем внести здесь свой вклад, мы будем защищать… нашу территорию здесь, но также и наших соседей вниз по течению», — говорит Тед Евгениадис, исполнительный директор Ассоциации хранителей реки Нижней Саскуэханны, еще одной группы, участвовавшей в организации очистки от пластика.

Евгениадис и Сульпицио говорят, что одним из способов уменьшения загрязнения пластиком является ограничение потребления одноразового пластика. Сульпицио также объясняет, что правильное обращение с мусором может помочь уменьшить загрязнение пластиком. Например, не ставьте мусорные баки в ветреную погоду.

Sulpizio также поощряет надлежащую переработку, что означает переработку только тех предметов, которые подлежат переработке. Когда люди складывают предметы, не подлежащие переработке, в мусорное ведро, все отходы загрязняются и, скорее всего, попадут на свалку, говорит Сульпицио.

Около 100 добровольцев записались на первый день пластиковой чистки в Нижнем Саскуэханне, которая прошла в прошлую субботу, 31 октября. Второй день пластиковой чистки назначен на предстоящую субботу, 7 ноября. Волонтеры могут зарегистрироваться здесь. Участникам не обязательно иметь собственные лодки, чтобы участвовать; организаторы могут переправить их на острова и обратно.

Есть два места для проведения уборки:

Лодочная рампа Lock 2 (нижняя)
2112 Fishing Creek Rd.
Wrightsville, PA 17368
(Примечание: здесь проще припарковаться)

Susquehanna Boat Works
516 Boathouse Rd.
Wrightsville, PA 17368

Пластиковые реакции на новую среду смещены в сторону размеров фенотипа с высокой аддитивной генетической изменчивостью.

Значимость

Теория предполагает, что популяции могут развиваться путем генетической модификации ответов, вызванных средой. Мы демонстрируем, что такие пластичные реакции на новую среду, как правило, возникают по признакам, имеющим высокую генетическую изменчивость.Это предполагает, что отбор за или против фенотипов, индуцированных окружающей средой, обычно будет эффективным. То, что организмы одинаково реагируют на новизну окружающей среды и генетические вариации, можно объяснить тем, как устроено развитие. Это затрудняет определение того, формируют ли пластичность или генетические ограничения эволюционные реакции на изменение окружающей среды.

Abstract

Фенотипы, вызванные окружающей средой, были предложены для инициирования и смещения адаптивных эволюционных изменений в определенных направлениях.Вероятность того, что это произойдет, частично зависит от того, насколько хорошо пластические реакции согласуются с аддитивной генетической дисперсией и ковариацией признаков. Используя метаанализ, мы демонстрируем, что пластические реакции на новую среду имеют тенденцию происходить по фенотипическим измерениям, которые несут в себе значительное количество аддитивных генетических вариаций. Это предполагает, что отбор за или против фенотипов, индуцированных окружающей средой, обычно будет эффективным. Одна интерпретация соответствия между направлением пластичности и главной осью аддитивной генетической изменчивости состоит в том, что системы развития имеют тенденцию реагировать на новизну окружающей среды так же, как и на генетические мутации.Это затрудняет определение того, определяется ли направление эволюции пластичностью или генетическим «ограничением». Таким образом, наши результаты подчеркивают необходимость новых теоретических и эмпирических подходов к рассмотрению роли пластичности в эволюции.

Популяции, которые сталкиваются с новой средой, часто должны адаптироваться, чтобы выжить. Скорость и направление адаптивных изменений зависят от фенотипических и генетических вариаций, которые подвергаются естественному отбору. Гипотеза «прежде всего пластичность» предполагает, что обусловленные окружающей средой фенотипические вариации инициируют и направляют адаптивную генетическую дивергенцию по определенным траекториям (1, 2).Это было продемонстрировано экспериментально (3, 4), и наблюдение, что пластические реакции иногда совпадают с популяционной дивергенцией по морфологии, физиологии и поведению, делает это правдоподобным объяснением адаптивной дивергенции в дикой природе (5-10). . Однако, склонна ли эволюционная дивергенция в целом следовать направлению фенотипов, индуцированных окружающей средой, оспаривается и плохо понимается (рассмотрено в ссылках 2 и 11–14).

Предполагается, что адаптация после воздействия новой или стрессовой среды включает в себя уточнение, преувеличение или устранение пластичных реакций предков посредством количественных генетических изменений.Это возможно только при наличии наследственных вариаций по размерам фенотипа, которые являются пластичными. В количественной генетике эта вариация описывается в терминах аддитивной генетической дисперсии и ковариации между признаками, обычно называемой матрицей G . Прогнозируемое изменение фенотипа при направленном отборе на постоянную генетическую изменчивость считается количественной генетической оценкой эволюционируемости (15). Количественная генетическая эволюционирующая способность наиболее высока в направлении фенотипического пространства с наиболее аддитивной генетической изменчивостью.При прочих равных, количественная генетическая эволюционируемость фенотипов, индуцированных окружающей средой, поэтому будет высокой, когда направление фенотипической пластичности хорошо выровнено с осью максимальной аддитивной генетической изменчивости в новой среде. Мы называем это выравнивание краткосрочным эволюционным потенциалом (ссылка 1, стр. 142) вызванных окружающей средой фенотипов или пластических реакций.

Есть основания полагать, что направление пластичности и главная ось генетической изменчивости могут совпадать.Как генетические, так и средовые возмущения вызывают свои фенотипические эффекты в процессе развития, а фенотипы, вызванные мутацией, часто также могут быть вызваны факторами окружающей среды, и наоборот (1). Матрица G частично является результатом распределения мутационных эффектов (в дополнение, например, к избирательной потере вариативности) и, следовательно, будет иметь тенденцию отражать то, как признаки регулируются в процессе развития (16). В самом деле, модели демонстрируют, что корреляционный отбор может производить взаимодействия в процессе развития, которые направляют фенотипические эффекты мутации по размерам комбинаций признаков, которые были предпочтительны в прошлом (17-21).Поскольку фенотипическая аккомодация включает скоординированную настройку признаков, которые должны функционировать вместе (1), она также зависит от взаимодействий в процессе развития, которые, вероятно, являются продуктами корреляционного отбора. Таким образом, отбор по фенотипам, индуцированным окружающей средой, может изменить регуляцию развития фенотипов таким образом, что он увеличивает аддитивную генетическую изменчивость по размерам фенотипа, которые являются пластичными (22). Если это так, это означает, что отбор в направлении или противодействие пластическим реакциям на новую среду, как правило, будет эффективным, что может предрасполагать популяцию к краткосрочному развитию в соответствии с измерениями фенотипа, которые являются пластичными.

Здесь мы используем мета-анализ, чтобы проверить, смещены ли пластические реакции в сторону размеров признаков, которые несут высокий уровень аддитивной генетической изменчивости. Пластические реакции могут быть описаны с помощью «вектора пластичности», который количественно определяет изменение средних значений фенотипических признаков между двумя средами, выраженное как расстояние между средними значениями многомерного фенотипа. Мы решили сосредоточиться на условиях окружающей среды, к которым популяция (пока) не адаптирована, поскольку это наиболее спорный сценарий эволюции, обусловленной пластичностью.Потенциал адаптивного расхождения по измерениям признаков, которые являются экологически чувствительными, будет высоким, когда ( i ) генетическая вариация, лежащая в основе фенотипической дисперсии и ковариации (матрица P ), увеличивается в новой среде и ( ii ) пластическая реакция («Вектор пластичности») падает вдоль главной оси G , в то время как ориентация G остается неизменной в новой среде, или ( iii ) пластический отклик не падает вдоль главной оси G , но ориентация G вращается в новой среде, так что она совпадает с направлением пластичности (рис.1). Наш мета-анализ проверяет, насколько распространены эти сценарии.

Рис. 1.

Альтернативные сценарии, описывающие различия в краткосрочном эволюционном потенциале экологических фенотипов. Эллипсы отображают многомерные фенотипические ( P , светлый цвет) и генотипические ( G , темные цвета) вариации для двух признаков (Признак 1 и Признак 2). Стрелки, соединяющие центроиды необычной (зеленый) и новой (оранжевый) сред, являются векторами пластичности, которые описывают изменение многомерного среднего фенотипа ( P ) между двумя средами.( A ) Можно сказать, что пластическая реакция на новую среду имеет высокий эволюционный потенциал, если существует значительная генетическая изменчивость, лежащая в основе P , и вектор пластической реакции хорошо согласован с главной осью генетической изменчивости в новой среде ( т.е. темно-оранжевый эллипс). ( B ) Можно сказать, что пластмассовые фенотипические ответы имеют низкий эволюционный потенциал, если существует ограниченная генетическая изменчивость, лежащая в основе P , и вектор пластической реакции не совпадает с главной осью генетической изменчивости в новой среде.

Результаты

Мы провели систематический поиск литературы (более подробно см. Материалы и методы ) и выявили 21 исследование по 19 видам, в которых можно было сравнить матрицы G и P (т. G и P с n = всего 64 эффекта). Мы также идентифицировали 32 исследования ( n = 98 эффектов) по 30 видам, которые можно использовать для получения оценок количественной генетической эволюционируемости в направлении пластичности.Это большее количество исследований может быть включено, потому что нам нужен только вектор средних признаков и матрицы G для получения размеров эффекта (более подробно см. Материалы и методы ). Данные были таксономически смещены в сторону насекомых с общим количеством эффектов 56, тогда как рыбы и растения имели 18 и 16 размеров эффекта соответственно. Были также оценены матрицы G для одного вида улиток и одного вида лягушек (с шестью и двумя эффектами соответственно). Размер матрицы варьировал от 2 до 11 признаков (среднее значение = 4.16, n = 98), и новые условия были созданы в условиях, которые были либо «стрессовыми» (приводящими к снижению выживаемости), либо «нестрессовыми», и с использованием различных схем разведения. Учитывая, что эти факторы могут повлиять на G (23⇓ – 25), мы учли их в нашем анализе (см. Ниже и Материалы и методы для более подробной информации).

Изменения аддитивной генетической дисперсии в ответ на новые среды.

Сначала мы исследовали, приводят ли новые условия окружающей среды к увеличению аддитивной генетической изменчивости (т.е., «загадочная генетическая изменчивость»; ссылки 23 и 24), создавая размеры эффектов, которые контрастировали структуру G между непривычной и новой средами. Не новаторская среда — это среда, к которой популяции считались хорошо адаптированными, или в которой популяции выращивались не менее пяти поколений или более, тогда как новые среды — это те, с которыми манипулировали вне нормальных условий выращивания. Мы количественно оценили изменения в аддитивной генетической изменчивости, рассчитав количество величин эффекта, описывающих изменения в G в разных средах (более подробно см. Материалы и методы ).Здесь мы сосредотачиваемся на тех, которые описывают изменение общей стандартизированной генетической изменчивости (SDV) и изменение доли аддитивной генетической изменчивости вдоль главной оси G (т.е. gmax) (PVmax), поскольку они отражают то, как наследственная изменчивость может быть выпущен в ответ на новые условия. В некоторых исследованиях новая среда считалась стрессовой и / или приводила к снижению выживаемости (см. Материалы и методы ). Поэтому, используя модель метарегрессии, мы проверили, зависели ли наблюдаемые изменения в G от того, была ли новая среда «стрессовой» или «нестрессовой».Мы также проверили, влияет ли тип разведения («полусиб» или «полусиб») и количество признаков на величину изменений.

В разных исследованиях было мало доказательств высвобождения загадочной генетической изменчивости (общее метааналитическое среднее для моделей только с перехватом: SDV: = -0,12, 95% ДИ = от -0,47 до 0,23; PVmax = -0,06, 95% CI = от -0,68 до 0,55). Однако наблюдалась большая разница между исследованиями в величине эффекта (доля дисперсии между исследованиями [Ist2]: SDV: = 0.84; PVmax = 0,73). При контроле количества признаков, дизайна разведения и того, были ли манипуляции с окружающей средой стрессовыми, были доказательства того, что дисперсия может увеличиваться в новых условиях. В частности, дисперсия признаков значительно увеличилась в новых условиях для исследований с использованием планов разведения полных сибсов [SDV: общая средняя оценка (логит-шкала) = 0,62, 95% доверительный интервал = 0,086–1,159; Рис. 2 A и см. SI Приложение , Таблица S2], где ∼61% общей аддитивной генетической изменчивости приходится на gmax [PVmax: общая средняя оценка (логит-шкала) = 0.465, 95% ДИ = от -0,5 до 1,43; Рис. 2 B и см. SI Приложение , Таблица S2]. Однако матрицы G , оцененные с использованием планов разведения полусибсов, на самом деле показали более низкую общую аддитивную генетическую дисперсию в новых средах и меньшую долю аддитивной генетической дисперсии по gmax по сравнению с исследованиями с использованием планов разведения полных сибсов (на ~ 35%; рис. 2 A и B ). Была ли новая среда стрессовой или нет, это не повлияло на изменение аддитивной генетической изменчивости (рис.2 A и B ).

Рис. 2.

Средние величины эффекта, сравнивающие изменение генетической изменчивости в разных средах для исследований, в которых новые манипуляции с окружающей средой были стрессовыми (стрессовые / нестрессовые) и с разными схемами разведения (полусиб против полных сибсов). ( A ) Общий SDV между матрицами G в разных средах. ( B ) Изменение доли вариации по gmax (PV max ) между матрицами G в разных средах.Обратите внимание, что во всех случаях величина эффекта является средним значением для исследования среднего числа признаков и не зависит от других факторов (т. Е. Маргинальных средних) в модели (см. Материалы и методы ).

Оценка краткосрочного эволюционного потенциала экологически индуцированных фенотипов.

Потенциал обусловленных окружающей средой фенотипов смещать эволюционную дивергенцию зависит от степени, в которой пластические реакции попадают в размерности фенотипа, который несет наследственную изменчивость (рис.1 А ). Мы получили новые меры величины эффекта, вдохновленные Хансеном и Хоулом (15), чтобы проверить это предсказание. Сначала мы количественно оценили, насколько аддитивная генетическая изменчивость упала в направлении пластической реакции (определяемой как πe), а затем вывели меру количественной генетической эволюционируемости ( sensu , ссылка 15), определяемую как выравнивание между вектором пластической реакции и основным оси аддитивной генетической изменчивости (gmax) как в новой, так и в новой среде (обозначается как θe; подробности см. в Материалы и методы ).Мы также исследовали взаимосвязь между G и P внутри и между средами и представили эти результаты в приложении SI, таблицах S2 и S3. Мы явно проверили, произошли ли существенные изменения в том, как вектор пластической реакции согласовывался с аддитивной генетической изменчивостью, когда популяция переходит из не новаторской среды в новую, с использованием модели метарегрессии, противопоставляющей тип среды (не новаторский и новый), после контроля количества признаков и разведения дизайн.

В среднем, наблюдалась существенная аддитивная генетическая дисперсия в признаках по вектору пластичности как в неродной, так и в новой среде (средняя дисперсия 69,14% в не новелле и 71,06% в романе; Рис.3 A и SI Приложение , таблица S3). Пластические ответы находились между 32 и 42 ° от главной оси аддитивной генетической изменчивости (т.е. gmax x ; Рис. 3 B и см. SI Приложение , Таблица S3). Это выравнивание между вектором пластичности и gmax было значительно больше, чем ожидалось при случайном выравнивании ( SI Приложение , Таблица S1).

Рис. 3.

Средние размеры эффекта при сравнении пластических реакций на G в не новаторских и новых условиях (Nonnovel vs.Roman) и с использованием различных схем разведения (Half-sib против Full-sib). ( A ) Доля генетической изменчивости вдоль вектора пластической реакции (πe). ( B ) Выравнивание между вектором пластической реакции и основными осями генетической изменчивости gmax (θe). Отрицательные значения указывают на то, что вектор пластической реакции и gmax полностью выровнены (т. Е. ∼0 °), тогда как положительные значения указывают на то, что вектор пластической реакции и gmax не выровнены (т.е.э., ∼90 °). Значения 0 указывают на то, что вектор пластической реакции и gmax находятся под углом 45 ° друг к другу. Обратите внимание, что во всех случаях величина эффекта является средним значением для исследования среднего числа признаков и не зависит от других факторов (т. Е. Маргинальных средних) в модели ( Материалы и методы, ).

Однако угол между вектором пластического отклика и gmax (то есть θe) для не новаторских и новых сред существенно варьировался в разных исследованиях (неоднородность между исследованиями; Ist2 = 0.80; Рис.4). Эти результаты показывают, что результаты зависят от типов измеряемых характеристик, типа воздействия окружающей среды и / или прошлой выборочной истории; Однако распутать эти источники вариации с существующими данными невозможно. В некоторых исследованиях вращение матрицы G заставляло вектор пластичности выравниваться лучше в новой среде, чем в не новой среде, тогда как в других исследованиях происходило противоположное (рис. 5).

Рис. 4.

( A ) Общее количество генетических вариаций вдоль вектора пластической реакции как пропорция максимального количества вариаций в любом направлении, πe.Меньшие значения на осях (т. Е. Отрицательные числа) соответствуют ситуациям, когда генетическая изменчивость по вектору пластичности низкая (метка «Низкая»), тогда как большие положительные значения соответствуют ситуациям, когда генетическая изменчивость по вектору пластичности является высокой (метка «Высокая» ) для не новеллы (зеленый текст) и романа (оранжевый текст). ( B ) Угол между вектором пластической реакции и gmax (θe) в новых и не новаторских средах во всех исследованиях. Метки соответствуют значениям на осях, где вектор пластичности не совпадает с главной осью генетической изменчивости gmax (плохо выровнен) или где gmax совпадает с вектором пластичности (хорошо выровнен) как в романе (зеленый текст), так и в романе. (оранжевый текст) среды.Оси нанесены на преобразованную шкалу, чтобы облегчить сравнение с результатами анализа. Большие отрицательные значения (например, -8) указывают на то, что вектор пластической реакции и gmax полностью выровнены (т. Е. ∼0 °), тогда как большие положительные значения (например, 8) указывают, что вектор пластической реакции и gmax не выровнены (т. Е. ∼90 °). Значения 0 указывают на то, что вектор пластической реакции и gmax находятся под углом 45 ° друг к другу. Показаны средние размеры эффекта и 95% интервалы выборки.

Рис. 5.

Примеры исследований (с двумя матрицами признаков) с высоким ( A и B ) или низким ( C и D ) согласованием между направлением пластических ответов и постоянной генетической изменчивостью.Стрелки — это пластиковые векторы отклика; большие светлые эллипсы — это матрицы P , а меньшие темные эллипсы — это матрицы G . Цвета соответствуют неровной (зеленый) и новой (оранжевый) средам. ( A ) Kasule (44) использовал клопа для окрашивания хлопка ( Dysdercus fasciatus ) для оценки количественной генетической изменчивости плодовитости и размера взрослой особи в стрессовых условиях с использованием схемы разведения полукровок. ( B ) Blanckenhorn и Heyland (45) использовали план разведения полных сибсов для оценки количественной генетической изменчивости размера и времени развития задних конечностей у желтой навозной мухи ( Scathophaga stercoraria ) в стрессовых условиях.( C ) Виа и Коннер (46) изучали мучного жука ( Tribolium castaneum ), используя схему разведения полусибсов, чтобы оценить количественные генетические вариации веса куколки и времени развития в нестрессовых условиях. ( D ) Каузе и Морин (47) изучили пилильщика ( Priophorus pallipes ) и оценили количественные генетические параметры для времени развития и размера тела, используя метод разведения полных сибсов в стрессовых условиях окружающей среды.

Обсуждение

Вест-Эберхард предположил, что «гены являются последователями, а не лидерами в адаптивной эволюции» (1).Эволюционное преувеличение или уменьшение фенотипов, вызванных окружающей средой, требует наследственных вариаций по размерам фенотипа, которые являются пластичными. Наши результаты показывают, что соответствие между пластическими реакциями на новую среду и основной осью генетической изменчивости больше, чем ожидалось случайно (рис. 4 и SI Приложение , Таблица S1). Это может отражать системы развития, аналогично реагирующие на факторы окружающей среды и генетические факторы. Такие отклонения в развитии должны способствовать адаптивной дивергенции в ответ на отбор по фенотипам, вызванным окружающей средой, благодаря чему пластичность, по-видимому, играет ведущую роль в адаптивной эволюции (1).

Не совсем понятно, почему генетические и экологические нарушения должны иметь сходные фенотипические эффекты. Однако теоретические модели продемонстрировали, что развитые регуляторные системы имеют тенденцию производить ошибки развития, которые отражают корреляционный отбор в прошлом (рассмотрено в ссылках 20 и 26). Например, многовариантный отбор может предрасполагать системы развития к пластической реакции в направлении ковариации признаков (22). Подобные предубеждения в фенотипах могут возникать в ответ на мутацию (например,г., исх. 21). Матрица мутационной дисперсии и ковариации (матрица M ; ссылки 27 и 28) является более подходящей оценкой смещения развития, чем G , поскольку последняя также отражает эффекты отбора и дрейфа. Тем не менее, G часто считается представлением того, как фенотипы изменяются в ответ на генетические вариации (например, ссылки 29 и 30). Другими словами, поскольку и направление пластичности, и матрица G фиксируют, как регулируется развитие признаков, пластические реакции и основная ось аддитивной генетической изменчивости обычно могут быть совмещены.Наши результаты показывают, что это действительно может иметь место для многих черт, даже для пластиковых реакций на среду, к которой организмы не адаптированы.

Воздействие новой или стрессовой среды также может быть связано с общим увеличением аддитивной генетической изменчивости (23). Высвобождение «загадочных генетических вариаций» иногда считается центральным в моделях эволюции, ориентированных на пластичность (2, 31). В то время как аддитивная генетическая изменчивость обычно увеличивалась в новых условиях, исследования с использованием схем разведения полукровок фактически подтвердили уменьшение аддитивной генетической изменчивости.Это различие между схемами разведения предполагает, что материнские или отцовские эффекты вносят значительный вклад в фенотипические вариации, которые проявляются в новых условиях, и что вариативность, вносимая родительскими эффектами, может привести к лучшему согласованию с пластической реакцией. Этот результат обеспечивает более детальное понимание предыдущей работы; без эффективного разделения на окружающую среду и генетические эффекты исследования могут переоценить, насколько генетическая изменчивость является «загадочной» (32, 33).

В то время как эти результаты предполагают значительные возможности для дивергенции популяций в направлении пластичности, влияние пластичности на эволюционные траектории зависит от силы и формы отбора, действующего на распределение фенотипов в новых средах — информация, которая часто отсутствует. Например, исследования в нашем метаанализе редко оценивали отбор по фенотипам в новой среде (это также означает, что мы не могли учесть какой-либо отбор, который мог произойти из-за смертности).Это неудивительно, учитывая, что оценка отбора требует дополнительных или более сложных экспериментов. На сегодняшний день только одно исследование, по-видимому, явно рассматривало согласование между gmax, пластичностью и отбором (34). Lind et al. (34) показали, что у водяных блох адаптивная пластичность в ответ на сигналы рыб-хищников хорошо согласуется с gmax и реакцией на выбор выживаемости; однако то же самое было не так в ответ на реплики хищников мошек. Неясно, связано ли это различие с силой прошлой селекции, но клоны водяных блох считались хорошо адаптированными к обоим режимам хищников (вот почему исследование не было включено в наш метаанализ).

То, что эволюционные реакции нелегко предсказать на основе отбора или изменчивости, также очевидно из компиляции 16 долгосрочных исследуемых популяций, которые показали, что по мере изменения окружающей среды взаимосвязь между наследственной изменчивостью отдельных признаков (т. Е. h 2 ) и слабый отбор (35). Действительно, некоторые исследования в настоящем анализе показали, что направление пластичности и постоянная генетическая изменчивость плохо согласованы. На основе теоретических моделей, описанных выше, может показаться разумным заключить, что такие случаи плохого выравнивания просто отражают то, что люди не могут успешно приспособиться к новым условиям.Однако эта интерпретация осложняется не в последнюю очередь тем, что G также отражает избирательное удаление генетической изменчивости (36). Это означает, что большая часть аддитивной генетической изменчивости, обнаруженная исследованиями в этом метаанализе, могла быть выборочно нейтральной в среде предков. Если так, то соответствие между аддитивной генетической дисперсией и направлением пластичности можно интерпретировать так, как будто пластичность смещена в сторону размеров фенотипа, которые были слабо, а не сильно отобраны в прошлом.Эта неоднозначность в интерпретации соответствия между пластичными ответами и G требует теоретических и эмпирических исследований, которые могут продемонстрировать, как эволюция развития формирует пластичность и постоянную генетическую изменчивость, последнее — через фенотипические эффекты мутации и избирательное удаление фенотипов.

Наши результаты имеют важное значение для проверки гипотезы пластичности. Такие тесты часто проводятся путем сравнения популяций предков (2, 5, 6, 19, 37–39).Как правило, исследования выявляют набор признаков, которые разошлись между популяциями, и устанавливают, проявляют ли предковые популяции пластичность в направлении потомков по этим признакам. Однако, хотя согласование между пластичными реакциями и основной осью генетической изменчивости делает дивергенцию, обусловленную пластичностью, более вероятной, оно также затрудняет различение признаков эволюции, обусловленной пластичностью, от эволюционной дивергенции, обусловленной фенотипическими эффектами генетической мутации (т.е., «генетические ограничения»; ссылки 29 и 30). В более общем плане количественные генетические оценки могут дать ограниченное представление о более долгосрочной эволюции (40, 41). Таким образом, различение отчетливых эмпирических следов экологических и генетических предубеждений в развитии в эволюции потребует идентификации соответствующих «нулевых» моделей (38). Сравнение потомков и предков в естественных популяциях в сочетании с теоретическим моделированием и экспериментальными исследованиями эволюции, вероятно, будет необходимо для оценки роли пластичности в адаптивной диверсификации.

Материалы и методы

Поиск литературы и сбор данных.

Мы выполнили два литературных поиска исследований, содержащих либо ( i ) «G matri *» И «P matri *» И «окружающая среда *», или ( ii ) «генетическая ковариация» И «фенотип * ковариация» Environment * ‘в заголовке, аннотации или ключевых словах, чтобы найти исследования, оценивающие матрицы G и P в различных средах. В обоих поисках мы использовали Web of Science и Scopus (дата поиска 9 октября 2017 г.), учитывая, что разные поисковые системы могут давать разные результаты (42).Мы ограничили наши предметные области биологией, науками о растениях, эволюционной биологией, экологией, биологией развития и сельским хозяйством. Кроме того, мы извлекли матрицы корреляции / ковариации P и G из первичных исследований, сопоставленных с предыдущими метаанализами, изучающими экологическую чувствительность G (33, 43), и метаанализом, объединяющим влияние окружающей среды на аддитивную генетическую дисперсию. (32).

Для включения в наш метаанализ первичное исследование должно было ( i ) провести количественный генетический план разведения в двух или более средах, где одна среда считалась репрезентативной для популяции или вида (т.е., не новинка), и одна или несколько сред были новыми, ( ii ) измеряют два или более фенотипических признака, и ( iii ) представляют матрицы корреляции / ковариации G и P для этих признаков или G вместе с чертой означает в обеих средах. Мы определили новую среду как среду, в которой исходная популяция не наблюдалась в недавнем прошлом (более пяти поколений) или где авторы четко заявили о новизне среды в статье.Мы далее классифицировали новую среду как стрессовую, если ( i ) авторы четко заявили, что среда была стрессовой и / или ( ii ) было очевидным снижение выживаемости в новой среде. Мы признаем, что новые условия, которые авторы не считают стрессовыми или в которых данные о смертности не были предоставлены, также могут считаться стрессовыми во многих случаях, но это различие, тем не менее, потенциально важно, поскольку выборочная смертность может влиять на оценки генетической и фенотипической изменчивости.Соответствующие исследования, признанные соответствующими вышеуказанным критериям на основании названия и аннотаций, были отобраны двумя авторами (D.W.A.N. и R.R.). В некоторых исследованиях были представлены только корреляционные матрицы. Эти исследования были включены, если мы могли получить оценки аддитивной генетической дисперсии для набора признаков, чтобы матрицы корреляции могли быть преобразованы в матрицы ковариации (необходимые для получения размеров эффекта, см. Ниже). В случаях, когда была доступна только часть необходимых данных (например, только G , а не P , отсутствующие размеры выборки, отсутствие оценок дисперсии и т. Д.) мы оценили G и P на основе необработанных данных, если они были депонированы авторами в репозитории или если они были отправлены авторами напрямую для получения соответствующей информации. Если эту информацию получить не удалось, мы исключили исследование или, в некоторых случаях, признак из нашего анализа. См. Приложение SI , рис. S1, где представлена ​​полная диаграмма PRISMA. Можно найти все необработанные матричные данные, извлеченные из исследований (44) – 75), код и анализ на https://osf.io/fz7sr/.

Переменные модератора (предиктора).

Мы собрали ряд переменных-модераторов, которые, как мы априори ожидали, объясняют различия в величине эффекта. К ним относятся количество количественно оцененных признаков (то есть общий размер матрицы G ), стрессовая среда и план исследования, использованный для оценки матриц G (т. Е. Полусиб или полусиб), которые различают узкие — смысловые и общие оценки аддитивной генетической изменчивости соответственно. Для метаанализов, включающих сравнение G в разных средах, мы также классифицировали размеры эффекта как полученные из исследований, в которых новая среда считалась стрессовой (т.е., стрессовые или не стрессовые) и включили это в соответствующие анализы. Однако важно отметить, что наша главная цель — не изолировать конкретные средовые предикторы вариации в величине эффекта, а оценить степень, в которой направление пластичности и основная ось аддитивной генетической дисперсии совпадают для популяций, подвергшихся воздействию нового среда.

Матричные размеры эффектов и дисперсия выборки.

Мы были особенно заинтересованы в сравнении матриц G и P в не новаторских и новых средах и между ними, а также в определении того, как стрессовая обстановка, количество признаков и дизайн исследования повлияли на величину изменений в матрицах.Кроме того, нас также интересовала степень, в которой пластические ответы (то есть векторы пластичности) совпадают с генетической изменчивостью ( G ) в необычных и новых средах. Эти вопросы требуют оценок размера эффекта, которые можно использовать для сравнения различных аспектов матриц и их согласования (подробности об используемых мерах размера эффекта обсуждаются ниже). Оценка G и P происходит с различными уровнями точности (76), и любые сравнения как внутри, так и между средами должны пытаться учесть влияние дисперсии выборки, чтобы избежать потенциально ошибочных выводов.

Мы применили гибкий метааналитический подход к оценке размера и дисперсии выборки с помощью матриц, что позволило нам использовать традиционные многоуровневые метааналитические модели, которые более эффективно взвешивают исследования на основе их точности. Учитывая, что не существует единого размера эффекта матрицы, охватывающего все аспекты того, как матрицы могут изменяться, мы использовали ряд альтернативных показателей размера эффекта (рис. 6 A – D и подробно описаны ниже) и сгенерировали соответствующие им дисперсии выборки для сравнения G Матрицы и P внутри и между средами (рис.6 E ). Мы сравнили G и P между собой в разных средах, но сосредоточимся только на сравнении G . Это уместно, поскольку G и P обычно были очень похожи (см. Код анализа и результаты на https://osf.io/fz7sr/). Перед моделированием любые неположительно-определенные матрицы (т.е. неположительные собственные значения) были «согнуты», чтобы сделать их положительно-определенными, и мы исключили все строки и столбцы матрицы, в которых генетические или фенотипические отклонения признаков были нулевыми или отрицательными (33).Это гарантировало, что все матрицы, используемые для моделирования, были положительно определенными.

Рис. 6.

( A D ) Примеры различных мер величины эффекта, описывающих изменения в G и P внутри и по всему нелету (зеленый — «NN») и роману (оранжевый — «ноябрь»). ») Среды. Хотя и G , и P сравнивались друг с другом и сами по себе, внутри и между средами, мы представляем размеры эффектов, сравнивая матрицы G только для простоты.См. Текст для более подробной информации. ( E ) Схематический пример моделирования Монте-Карло, используемого для создания размеров эффекта и соответствующей дисперсии выборки, описанных в A D .

Для оценки изменчивости выборки для размеров эффекта на основе матрицы мы использовали моделирование методом Монте-Карло, где каждая положительно определенная ковариационная матрица (Σ) вместе с соответствующим размером выборки (количество семей или производителей для G и количество особей для P ), был использован для создания 5000 смоделированных наборов данных каждой матрицы признаков из бумаги.Наборы признаков имели ту же структуру ковариации, что и ковариационная матрица, взятая из каждой статьи, но с добавлением случайных вариаций (смоделированных). Предполагалось, что признаки подчиняются многомерному нормальному распределению [MVN∼ (x¯, Σ), где x¯ — вектор средних (нули для G и среднее значение каждого признака для P ) с длиной, равной размеру количества признаков] (рис. 6 E ). Сгенерированные таким образом размеры матричных эффектов имеют то преимущество, что дисперсия выборки из разных дизайнов исследований распространяется в разных средах и из разных матриц (т.е., G и P ). Матрицы ковариации, сгенерированные из 5000 смоделированных наборов данных, затем использовались для расчета различных статистических данных на основе матриц (описанных ниже). Из этих распределений мы взяли среднее значение распределения в качестве среднего эффекта для исследования и дисперсию распределения в качестве соответствующей дисперсии выборки в исследованиях.

Чтобы убедиться, что некоторые черты не оказывают непропорционального влияния на величину эффекта, мы стандартизировали средние черты вместе с матрицами P и G .Для сравнения количественной генетической эволюционируемости, количественно определяемой аддитивными генетическими вариациями внутри популяций и между популяциями, эти данные следует стандартизировать по среднему значению (15, 77). Поскольку нас также интересовала пластическая реакция, которая измеряется как изменение средних признаков, мы не можем просто разделить на средние признаки для каждого исследования в каждой среде. Поэтому сначала мы вычислили среднее значение средних признаков в каждом исследовании ( μ ) как μ = x¯NN + x¯Nov2,

, где x¯NN — вектор, содержащий средние значения фенотипических признаков в непривычной среде ( я.е., NN ), а x¯Nov — вектор средних значений фенотипических признаков в новой среде (т. е. ноя ). Затем мы стандартизировали средние (x¯μ) и ковариационные матрицы (Σμ) как x¯μ≡x¯μΣμ≡Σ⊘ (μμ ‘),

, где x¯ — вектор со средними значениями для данного исследования и среды, а Σ представляет собой ковариационную матрицу (либо матрицу G , либо матрицу P ). ⊘ обозначает поэлементное деление. Ниже мы подробно описываем, как мы рассчитывали различные размеры эффекта на основе матриц с использованием стандартизованных средних и ковариационных матриц, но для упрощения записи мы опускаем нижний индекс μ в остальной части текста.

Сравнение изменений стандартизованной дисперсии.

Мы рассчитали изменение общей аддитивной генетической изменчивости многомерного фенотипа (рис. 6 A ). Общее количество вариаций сначала вычислялось для каждой матрицы как сумма всех диагональных элементов Σ (то есть след ковариационной матрицы). Затем мы вычислили стандартизированную разницу в общей дисперсии между матрицами G (SDVG) для новых и новых моделей как SDV = 2tr (ΣNov) –tr (ΣNN) tr (ΣNov) + tr (ΣNN),

, где tr (ΣNN) и tr (ΣNov) — это следы ковариационных матриц в непривлекательной среде и новой среде, соответственно.Мы не принимали абсолютную разницу в дисперсии, потому что нас интересовало, а также у нас были конкретные прогнозы относительно того, как дисперсия должна измениться в ответ на новые условия окружающей среды. Положительные стандартизованные размеры эффекта указывают на то, что общая дисперсия многомерных фенотипов в новых условиях была больше, чем общая дисперсия в не новаторских условиях.

Сравнение пропорций отклонения по главным осям
G .

Мы также оценили долю изменчивости в G (PVG_max), которая была вдоль главной оси аддитивной генетической изменчивости (т.е., по gmax) для каждой среды (рис. 6 A ). Мы количественно оценили долю общей дисперсии по gmax как PVmax = λmaxtr (Σ),

, где λmax — первое собственное значение (то есть величина вариации по первому собственному вектору), а tr (Σ) — это след ковариационной матрицы. Учитывая, что PVmax является пропорцией, мы преобразовали ее в логит, чтобы нормализовать ее распределение и ошибку выборки.

Сравнение основных осей генетической и фенотипической изменчивости.

Во-вторых, мы исследовали, как ориентации G и P меняются внутри и между средами, вычислив угол между главными осями изменения (рис.6 В ). Большая ось изменения ковариационной матрицы описывается ее первым собственным вектором. Для сравнения в условиях окружающей среды мы вычислили угол между gmax и pmax (θNN или θNov в зависимости от среды), которые являются первыми собственными векторами G и P соответственно. Для сравнения между средами мы вычислили угол между не нововведением gmax и новым gmax (θG), или угол между не нововведением pmax и новым pmax (θP), в зависимости от того, был ли рассчитан угол для генетической или фенотипической вариации.Угол между двумя первыми собственными векторами был рассчитан как θ = 180πcos − 1 (v1_max⋅v2_maxv1_max⋅v1_max⋅v2_max⋅v2_max),

, где v1_max — первый собственный вектор одной из ковариационных матриц, а v2_max — первый собственный вектор ковариации. матрица. В результате этого расчета углы изменяются от 0 ° до 180 °, поэтому мы вычли из 180 ° любой угол от 180 ° до 90 °, чтобы получить углы от 0 ° до 90 ° (33). Чтобы нормализовать распределение углов, мы разделили их на 90 и выполнили логит-преобразование.

Оценка краткосрочного эволюционного потенциала пластических реакций.

Наконец, чтобы исследовать краткосрочный эволюционный потенциал по измерениям пластических реакций, мы проверили, совпадает ли вектор пластической реакции — изменение средних значений черт между не новаторской и новой средой — с матрицами G не новеллы и новое окружение. Сначала мы вычислили вектор Δx¯, описывающий изменение средних значений признаков: Δx¯ = x¯NN − x¯Nov.

Затем мы спроецировали матрицы G как для новаторской, так и для новой среды на вектор Δx¯, чтобы вычислить величину дисперсии в G в направлении вектора Δx¯ (т. Е. EΔx¯), используя уравнение 1 в исх. 15: eΔx¯ = (Δx¯) ‘GΔx¯ | Δx¯ | 2.

Чтобы оценить, насколько вариации присутствовали в направлении пластического отклика по сравнению с максимальной величиной вариации в любом направлении, мы разделили eΔx¯ на первое собственное значение G (λG_max), чтобы вычислить эволюционный потенциал пластичности. (Рис.6 C ): πe = eΔx¯λG_max.

Учитывая, что πe является пропорцией, мы преобразовали ее в логит, чтобы нормализовать ее распределение и ошибку выборки. Чтобы проверить, было ли πe значительно больше ожидаемого для любого случайного совпадения между пластическим откликом и G , мы также вычислили нулевое ожидание для эволюционного потенциала пластичности (π0): π0 = λ¯GλG_max,

, в котором λ¯ G — среднее значение всех собственных значений для G . Затем мы вычли логит π0 из логита πe, чтобы оценить разницу между наблюдаемым и ожидаемым эволюционным потенциалом в направлении пластичности (πe − 0): πe − 0 = logit (πe) −logit (π0).

Когда нижняя граница вероятного интервала для пересечения метааналитической модели (как описано ниже) для πe − 0 больше нуля, эволюционный потенциал в направлении пластичности выше, чем мы могли бы ожидать для случайное выравнивание между Δx¯ и gmax. Мы также вычислили угол между Δx¯ и первым собственным вектором G (vG_max) (рис. 6 D ): θe = 180πcos − 1 (Δx¯⋅vG_maxΔx¯⋅Δx¯⋅vG_max⋅vG_max).

В результате этого вычисления углы меняются от 0 ° до 180 °, поэтому мы вычли из 180 ° любой угол от 180 ° до 90 °, чтобы получить углы от 0 ° до 90 °.Чтобы нормализовать распределение углов, мы разделили их на 90, а затем выполнили логит-преобразование.

Мета-анализ.

Мы провели мета-анализ размеров эффекта с использованием многоуровневых метааналитических и метарегрессионных моделей (78) с метафором пакета R (79). Во всех моделях эффекты были взвешены по дисперсии их выборки из моделирования, и мы включили «исследование» как случайный эффект. Для анализа, сравнивающего среды, каждое исследование внесло несколько оценок, поэтому мы включили случайный наклон типа среды в случайный эффект на уровне исследования, чтобы учесть эту независимость.Тем не менее, только случайное пересечение было включено, если отклонение наклона не сходилось в модели. Учитывая, что между исследованием и видами было сильное совпадение, мы не включили случайный эффект на уровне вида или филогению в наши модели, чтобы избежать искажающих оценок (80). Пакет metafor по умолчанию не оценивает остаточную дисперсию, поэтому мы включили случайный эффект на уровне наблюдения во все наши модели. В некоторых исследованиях манипулировали множественными средами, и, учитывая количественный генетический дизайн, часто разделяли семьи в этих средах, это вводит уровень независимости между величинами эффектов (80).Учитывая ограниченный размер выборки, мы не учли этот уровень зависимости; однако мы понимаем, что это может привести к завышению количества ошибок типа I.

Мы использовали только метааналитические модели перехвата для количественной оценки общей (It2) и межисследовательской (Ist2) неоднородности в эффектах (81, 82) как Ist2 = σst2σst2 + σe2 + σm2It2 = σst2 + σe2σst2 + σe2 + σm2σm2 = ∑wi (k −1) [(∑wi) 2 − ∑wi2],

, где σm2 — оценка общей изменчивости выборки, полученная из wi, веса или обратной величины дисперсии выборки, и k — общего количества эффектов.σst2 и σe2 — оценки дисперсии между исследованиями и внутри исследования. Ist2 можно интерпретировать как долю вариации в эффектах, возникающих в результате различий между исследованиями, которая включает такие различия, как виды, типы признаков и методологические подходы, которые различаются в разных исследованиях. Напротив, It2 — это общая доля вариации эффектов помимо дисперсии выборки. Если It2 высокое, это говорит о том, что наблюдаемые эффекты не просто результат изменчивости выборки.

Мы запустили модели метарегрессии, чтобы изучить, как наши предсказанные переменные-модераторы объясняют вариации в эффектах.Для каждого размера эффекта мы включили основные эффекты для модераторов, которые, по нашему предположению, могли бы объяснить вариации в эффектах, когда размер выборки позволял. К ним относятся ( i ) количество черт, ( ii ) тип среды (не новаторская и новая — только для анализов, сравнивающих соответствие между вектором пластичности и G ), ( iii ) тип новой среды. (т. е. стрессовые или нестрессовые — только для анализов, сравнивающих G в разных средах), и ( iv ) дизайн разведения (т.э., полусиб или полный сиб). Учитывая ограниченный размер выборки и неравномерную таксономическую выборку, мы ограничили модели оценкой только основных эффектов вышеуказанных модераторов. Модели, сравнивающие G и P в разных средах, запускались отдельно. Мы рассчитали маргинализованный средний размер эффекта (и доверительные интервалы) для различных подгрупп категориальных предикторов, взяв средневзвешенное значение среднего (и дисперсии выборки) одного уровня в факторе 1 (например, полусиб для фактора дизайна разведения) по оба уровня фактора 2 (т.е., стресс и нестресс для нового фактора окружающей среды). Мы сделали это для всех комбинаций, чтобы получить средние оценки, не зависящие от других категориальных факторов модели. Мы проверили асимметрию графика воронки (т. Е. Размер эффекта как функцию ошибки выборки), чтобы найти доказательства систематической ошибки публикации. Тем не менее, мы не нашли явных доказательств систематической ошибки публикации в любом из размеров эффекта ( SI Приложение , рис. S2).

Благодарности

Мы благодарим многочисленных авторов за предоставление дополнительных данных и информации.Мы благодарны Шиничи Накагава, Джоэлю Пику, Алистеру Сеньору, Натали Файнер и Стивену Де Лиллю за обсуждение и вдумчивый отзыв по аспектам проекта и конструктивную обратную связь по предыдущим наброскам рукописи. Три анонимных рецензента предоставили очень полезные комментарии к рукописи. Это исследование финансировалось за счет гранта Фонда Джона Темплтона (60501) и стипендии Валленбергской академии (оба — T.U.). D.W.A.N. был поддержан Австралийским исследовательским советом (ARC) Discovery Early Career Research Award (DE150101774) и стипендией проректоров Университета Нового Южного Уэльса.

Сноски

  • Вклад авторов: D.W.A.N., R.R., and T.U. спланированное исследование; D.W.A.N., R.R. и T.U. проведенное исследование; D.W.A.N. и Р.Р. проанализировали данные; и D.W.A.N., R.R., and T.U. написал газету.

  • Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

  • Эта статья представляет собой прямое представление PNAS.

  • Размещение данных: все необработанные матричные данные, код и анализы размещены в репозитории Open Science Framework по адресу https: // osf.io / fz7sr /.

  • Эта статья содержит вспомогательную информацию на сайте www.pnas.org/lookup/suppl/doi:10.1073/pnas.1821066116/-/DCSupplemental.

Границы | Каталитический пиролиз пластиковых отходов: переход к биоперерабатывающим заводам на основе пиролиза

Введение

Производство и потребление пластиковых отходов растет тревожными темпами в связи с увеличением численности населения, быстрым экономическим ростом, постоянной урбанизацией и изменениями в образе жизни.Кроме того, короткий срок службы пластика ускоряет ежедневное производство пластиковых отходов. Мировое производство пластика оценивается примерно в 300 миллионов тонн в год и с каждым годом постоянно увеличивается (Miandad et al., 2016a; Ratnasari et al., 2017). Пластмассы состоят из нефтехимических углеводородов с добавками, такими как антипирены, стабилизаторы и окислители, которые затрудняют биоразложение (Ma et al., 2017). Переработка пластиковых отходов осуществляется по-разному, но в большинстве развивающихся стран открытая или свалка является обычной практикой для управления пластиковыми отходами (Gandidi et al., 2018). Вывоз пластиковых отходов на свалки является местом обитания насекомых и грызунов, которые могут вызывать различные виды заболеваний (Alexandra, 2012). Кроме того, стоимость транспортировки, рабочей силы и технического обслуживания может увеличить стоимость проектов по переработке (Gandidi et al., 2018). Кроме того, из-за быстрой урбанизации сокращается количество земель, пригодных для свалки, особенно в городах. Пиролиз — это распространенный метод преобразования пластиковых отходов в энергию в виде твердого, жидкого и газообразного топлива.

Пиролиз — это термическое разложение пластиковых отходов при различных температурах (300–900 ° C) в отсутствие кислорода до полученной жидкой нефти (Rehan et al., 2017). Различные виды катализаторов используются для улучшения процесса пиролиза пластиковых отходов в целом и повышения эффективности процесса. Катализаторы играют очень важную роль в повышении эффективности процесса, нацеливании на конкретную реакцию и снижении температуры и времени процесса (Serrano et al., 2012; Ratnasari et al., 2017).В процессах пиролиза пластмасс использовался широкий спектр катализаторов, но наиболее широко применяемыми катализаторами являются ZSM-5, цеолит, Y-цеолит, FCC и MCM-41 (Ratnasari et al., 2017). Каталитическая реакция во время пиролиза пластиковых отходов на твердых кислотных катализаторах может включать реакции крекинга, олигомеризации, циклизации, ароматизации и изомеризации (Serrano et al., 2012).

В нескольких исследованиях сообщалось об использовании микропористых и мезопористых катализаторов для преобразования пластиковых отходов в жидкое масло и полукокс.Uemichi et al. (1998) провели каталитический пиролиз полиэтилена (ПЭ) с катализаторами HZSM-5. Использование ХЗСМ-5 увеличило добычу жидкой нефти с составом ароматических углеводородов и изоалкановых соединений. Gaca et al. (2008) провели пиролиз пластиковых отходов с модифицированными MCM-41 и HZSM-5 и сообщили, что использование HZSM-5 дает более легкие углеводороды (C 3 –C 4 ) с максимальным содержанием ароматических соединений. Lin et al. (2004) использовали различные типы катализаторов и сообщили, что даже смешивание HZSM-5 с мезопористым SiO 2 -Al 2 O 3 или MCM-41 привело к максимальной добыче жидкой нефти с минимальной добычей газа.Агуадо и др. (1997) сообщили о получении ароматических и алифатических соединений в результате каталитического пиролиза полиэтилена с HZSM-5, в то время как использование мезопористого MCM-41 снизило количество получаемых ароматических соединений из-за его низкой кислотной каталитической активности. Использование синтетических катализаторов улучшило общий процесс пиролиза и улучшило качество добываемой жидкой нефти. Однако использование синтетических катализаторов увеличивало стоимость процесса пиролиза.

Катализаторы NZ могут использоваться для решения экономических проблем каталитического пиролиза, который связан с использованием дорогих катализаторов.В последние годы Новая Зеландия привлекла к себе большое внимание своими потенциальными экологическими приложениями. Естественно, NZ встречается в Японии, США, Кубе, Индонезии, Венгрии, Италии и Королевстве Саудовская Аравия (KSA) (Sriningsih et al., 2014; Nizami et al., 2016). Месторождение Новой Зеландии в КСА в основном находится в Харрат Шама и Джаббал Шама и в основном содержит минералы морденита с высокой термической стабильностью, что делает его пригодным в качестве катализатора при пиролизе пластиковых отходов. Sriningsih et al. (2014) модифицировали NZ из Сукабуми, Индонезия, отложив переходные металлы, такие как Ni, Co и Mo, и провели пиролиз полиэтилена низкой плотности (LDPE).Gandidi et al. (2018) использовали NZ из Лампунга, Индонезия, для каталитического пиролиза твердых бытовых отходов.

Это первое исследование по изучению влияния модифицированного саудовского природного цеолита на качество продукта и выход при каталитическом пиролизе пластиковых отходов. Саудовский природный цеолитный катализатор был модифицирован с помощью новой термической активации (TA-NZ) при 550 ° C и кислотной активации (AA-NZ) с помощью HNO 3 для улучшения его каталитических свойств. Каталитический пиролиз различных типов пластмассовых отходов (ПС, ПЭ, ПП и ПЭТ), как отдельных, так и смешанных в различных соотношениях, в присутствии модифицированных природных цеолитных катализаторов (NZ) в небольшом экспериментальном реакторе пиролиза проводился для первый раз.Были изучены качество и выход продуктов пиролиза, таких как жидкая нефть, газ и полукокс. Химический состав жидкой нефти анализировали с помощью ГХ-МС. Кроме того, были обсуждены возможности и проблемы биоперерабатывающих заводов на основе пиролиза.

Материалы и методы

Подготовка сырья и запуск реактора

Пластиковые отходы, используемые в качестве сырья в процессе каталитического пиролиза, были собраны в Джидде и включали продуктовые пакеты, одноразовые чашки и тарелки для сока и бутылки для питьевой воды, которые состоят из полиэтилена (PE), полипропилена (PP), полистирола (PS), и полиэтилентерефталатные (ПЭТ) пластмассы соответственно.Выбор этих пластиковых материалов был сделан на основании того факта, что они являются основным источником пластиковых отходов, производимых в КСА. Для получения однородной смеси все образцы отходов измельчали ​​на более мелкие кусочки размером около 2 см 2 . Каталитический пиролиз проводился с использованием отдельных или смеси этих пластиковых отходов в различных соотношениях (таблица 1). Использовали 1000 г сырья, по 100 г катализатора в каждом эксперименте. Саудовский природный цеолит (Новая Зеландия), собранный в Харрат-Шама, расположенном на северо-западе города Джидда, штат Южная Австралия (Nizami et al., 2016), был модифицирован термической и кислотной обработкой и использован в этих экспериментах по каталитическому пиролизу. NZ был измельчен в порошок (<100 нм) в шаровой мельнице (Retsch MM 480) в течение 3 часов при частоте 20 Гц / с перед модификацией и использованием в пиролизе. Для термической активации (ТА) NZ нагревали в муфельной печи при 550 ° C в течение 5 часов, а для кислотной активации (AA) NZ вымачивали в 0,1 М растворе азотной кислоты (HNO 3 ) в течение 48 часов и непрерывно встряхивают с помощью цифрового шейкера IKA HS 501 со скоростью 50 об / мин.После этого образец промывали деионизированной водой до получения нормального pH.

Таблица 1 . Схема эксперимента.

Эксперименты проводились в небольшом пилотном реакторе пиролиза при 450 ° C, при скорости нагрева 10 ° C / мин и времени реакции 75 мин (рис. 1). Полученный выход каждого продукта пиролиза рассчитывали по массе после завершения каждого эксперимента. Характеристика добываемой жидкой нефти была проведена для исследования влияния состава сырья на качество жидкой нефти, полученной в присутствии модифицированного NZ.ТГА проводили на сырье для получения оптимальных условий процесса, таких как температура и время реакции (75 мин) в контролируемых условиях. В TGA брали 10 мкг каждого типа пластиковых отходов и нагревали со скоростью 10 ° C от 25 до 900 ° C в непрерывном потоке азота (50 мл / мин). Авторы этого исследования недавно опубликовали работу о влиянии состава сырья и природных и синтетических цеолитных катализаторов без модификации катализатора на различные типы пластиковых отходов (Miandad et al., 2017b; Rehan et al., 2017).

Экспериментальная установка

Небольшой пилотный реактор может использоваться как для термического, так и для каталитического пиролиза с использованием различного сырья, такого как пластмассы и биомасса (рис. 1). В этом исследовании модифицированные катализаторы NZ были добавлены в реактор с сырьем. Реактор пиролиза может вмещать до 20 л сырья, а максимальная безопасная рабочая температура до 600 ° C может быть достигнута при желаемых скоростях нагрева.Подробные параметры реактора пиролиза были опубликованы ранее (Miandad et al., 2016b, 2017b). При повышении температуры выше определенных значений пластиковые отходы (органические полимеры) превращаются в мономеры, которые переносятся в конденсатор, где эти пары конденсируются в жидкое масло. Для обеспечения температуры конденсации ниже 10 ° C и максимальной конденсации пара в жидкое масло использовалась система непрерывной конденсации с использованием водяной бани и охлаждающей жидкости ACDelco Classic.Добываемая жидкая нефть была собрана из резервуара для сбора нефти, и была проведена дальнейшая характеристика, чтобы раскрыть ее химический состав и характеристики для других потенциальных применений.

Аналитические методы

Пиролизное масло охарактеризовано с использованием различных методов, таких как газовая хроматография в сочетании с масс-спектрофотометрией (ГХ-МС), инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье (FT-IR),

бомбовый калориметр и TGA (Mettler Toledo TGA / SDTA851) с применением стандартных методов ASTM.Функциональные группы в пиролизном масле анализировали с помощью прибора FT-IR, Perkin Elmer’s, UK. Анализ FT-IR проводился с использованием минимум 32 сканирований со средним значением 4 см -1 ИК-сигналов в диапазоне частот 500-4000 см -1 .

Химический состав нефти изучался с помощью ГХ-МС (Shimadzu QP-Plus 2010) с детектором FI. Использовали капиллярную колонку GC длиной 30 м и шириной 0,25 мм, покрытую пленкой 5% фенилметилполисилоксана (HP-5) толщиной 0,25 мкм.Духовку устанавливали на 50 ° C на 2 минуты, а затем повышали до 290 ° C, используя скорость нагрева 5 ° C / мин. Температура источника ионов и линии передачи поддерживалась на уровне 230 и 300 ° C, а инжекция без деления потока осуществлялась при 290 ° C. Библиотеку масс-спектральных данных NIST08s использовали для идентификации хроматографических пиков, и процентные доли пиков оценивались по их общей площади пика ионной хроматограммы (TIC). Высокая теплотворная способность (HHV) добытой жидкой нефти, полученной из различных типов пластиковых отходов, была измерена в соответствии со стандартным методом ASTM D 240 с помощью прибора Bomb Calorimeter (Parr 6200 Calorimeter), в то время как производство газа оценивалось с использованием стандартной формулы баланса масс. , учитывая разницу в весе жидкого масла и полукокса.

Результаты и обсуждение

ТГА-анализ сырья

ТГА был проведен для каждого типа пластиковых отходов в индивидуальном порядке, чтобы определить оптимальную температуру для термического разложения. Все типы пластиковых отходов демонстрируют сходное поведение при разложении с быстрой потерей веса углеводородов в узком диапазоне температур (150–250 ° C) (рис. 2). Максимальная деградация для каждого типа пластиковых отходов была достигнута в пределах 420–490 ° C. ПС и ПП показали одностадийное разложение, в то время как ПЭ и ПЭТ показали двухступенчатое разложение в контролируемых условиях.Одностадийное разложение соответствует присутствию углерод-углеродной связи, которая способствует механизму случайного разрыва с повышением температуры (Kim et al., 2006). Разложение полипропилена начинается при очень низкой температуре (240 ° C) по сравнению с другим сырьем. Половина углерода, присутствующего в цепи полипропилена, состоит из третичного углерода, который способствует образованию карбокатиона в процессе его термического разложения (Jung et al., 2010). Вероятно, это причина достижения максимальной деградации полипропилена при более низкой температуре.Начальная деградация PS началась при 330 ° C, а максимальная деградация была достигнута при 470 ° C. PS имеет циклическую структуру, и его деградация в тепловых условиях включает как случайную цепь, так и разрыв концевой цепи, что усиливает процесс его деградации (Demirbas, 2004; Lee, 2012).

Рисунок 2 . Термогравиметрический анализ (ТГА) пластиковых отходов ПС, ПЭ, ПП и ПЭТ.

PE и PET показали двухэтапный процесс разложения; начальная деградация началась при более низких температурах, а затем другая стадия разложения при более высокой температуре.Первоначальная деградация ПЭ началась при 270 ° C и медленно, но постепенно распространялась, пока температура не достигла 385 ° C. После этой температуры наблюдалась резкая деградация, и была достигнута 95% -ная деградация с дальнейшим повышением примерно на 100 ° C. Аналогичная двухэтапная картина разрушения наблюдалась для пластика ПЭТФ, и первоначальное разложение начиналось при 400 ° C с резким снижением потери веса. Однако вторая деградация началась при несколько более высокой температуре (550 ° C). Первоначальное разложение ПЭ и ПЭТ может быть связано с присутствием некоторых летучих примесей, таких как добавка-наполнитель, используемая во время синтеза пластика (Димитров и др., 2013).

Различные исследователи сообщают, что деградация ПЭ и ПЭТ требует более высоких температур по сравнению с другими пластиками (Димитров и др., 2013; Риццарелли и др., 2016). Lee (2012) сообщил, что PE имеет длинноцепочечную разветвленную структуру и что его разложение происходит посредством разрыва случайной цепи, что требует более высокой температуры, в то время как разложение PET следует за случайным разрывом сложноэфирных звеньев, что приводит к образованию олигомеров (Dziecioł and Trzeszczynski, 2000). ; Lecomte and Liggat, 2006).Первоначальная деградация ПЭТ, возможно, была связана с присутствием некоторых летучих примесей, таких как диэтиленгликоль (Димитров и др., 2013). В литературе сообщается, что присутствие этих летучих примесей дополнительно способствует процессу разложения полимеров (McNeill and Bounekhel, 1991; Dziecioł and Trzeszczynski, 2000). Различие в кривых ТГА различных типов пластиков может быть связано с их мезопористой структурой (Chandrasekaran et al., 2015). Кроме того, Lopez et al. (2011) сообщили, что использование катализаторов снижает температуру процесса.Следовательно, 450 ° C можно было бы принять в качестве оптимальной температуры в присутствии активированного NZ для каталитического пиролиза вышеупомянутых пластиковых отходов.

Влияние сырья и катализаторов на выход продуктов пиролиза

Было исследовано влияние термической и кислотной активации NZ на выход продукта процесса пиролиза (рис. 3). Каталитический пиролиз индивидуального ПС-пластика с использованием катализаторов TA-NZ и AA-NZ показал самый высокий выход жидкого масла 70 и 60%, соответственно, по сравнению со всеми другими изученными типами индивидуальных и комбинированных пластиковых отходов.О высоком выходе жидкой нефти при каталитическом пиролизе ПС сообщалось и в нескольких других исследованиях (Siddiqui, Redhwi, 2009; Lee, 2012; Rehan et al., 2017). Сиддики и Редхви (2009) сообщили, что ПС имеет циклическую структуру, что приводит к высокому выходу жидкой нефти при каталитическом пиролизе. Ли (2012) сообщил, что деградация полистирола происходит за счет разрывов как случайной цепи, так и концевых цепей, что приводит к образованию стабильной структуры бензольного кольца, которая усиливает дальнейший крекинг и может увеличить добычу жидкой нефти.Более того, в присутствии кислотных катализаторов разложение PS происходит по карбениевому механизму, который далее подвергается гидрированию (меж / внутримолекулярный перенос водорода) и β-расщеплению (Serrano et al., 2000). Кроме того, разложение PS происходило при более низкой температуре по сравнению с другими пластиками, такими как PE, из-за его циклической структуры (Wu et al., 2014). С другой стороны, каталитический пиролиз PS дает более высокое количество полукокса (24,6%) с катализатором AA-NZ, чем с катализатором TA-NZ (15,8%).Ma et al. (2017) также сообщили о высоком производстве полукокса при каталитическом пиролизе полистирола с кислотным цеолитным (Hβ) катализатором. Высокие показатели образования полукокса были обусловлены высокой кислотностью катализатора, которая способствует образованию полукокса за счет интенсивных вторичных реакций сшивания (Serrano et al., 2000).

Рисунок 3 . Влияние TA-NZ и AA-NZ на выход продуктов пиролиза.

Каталитический пиролиз ПП дает более высокое содержание жидкой нефти (54%) с катализатором AA-NZ, чем катализатор TA-NZ (40%) (Рисунок 3).С другой стороны, катализатор TA-NZ дает большое количество газа (41,1%), что может быть связано с более низкой каталитической активностью катализатора TA-NZ. По данным Kim et al. (2002) катализатор с низкой кислотностью и участки поверхности по БЭТ с микропористой структурой способствуют начальному разложению полипропилена, что может привести к максимальному выделению газов. Обали и др. (2012) провели пиролиз полипропилена с катализатором, содержащим оксид алюминия, и сообщили о максимальной добыче газа. Более того, образование карбокатиона во время разложения полипропилена из-за присутствия третичного углерода в его углеродной цепи также может способствовать образованию газа (Jung et al., 2010). Syamsiro et al. (2014) также сообщили, что каталитический пиролиз PP и PS с активированным кислотой (HCL) природным цеолитным катализатором дает больше газов, чем процесс с термически активированным природным цеолитным катализатором, из-за его высокой кислотности и площади поверхности по БЭТ.

Каталитический пиролиз полиэтилена с катализаторами TA-NZ и AA-NZ дает аналогичные количества жидкого масла (40 и 42%). Однако наибольшее количество газов (50,8 и 47,0%) было произведено из полиэтилена при использовании AA-NZ и TA-NZ соответственно, по сравнению со всеми другими изученными типами пластмасс.Производство полукокса было самым низким в этом случае, 7,2 и 13,0% с AA-NZ и TA-NZ, соответственно. В различных исследованиях также сообщалось о более низком производстве полукокса при каталитическом пиролизе полиэтилена (Xue et al., 2017). Lopez et al. (2011) сообщили, что катализаторы с высокой кислотностью усиливают крекинг полимеров во время каталитического пиролиза. Увеличение крекинга в присутствии высококислотного катализатора способствует образованию газов (Miandad et al., 2016b, 2017a). Zeaiter (2014) провел каталитический пиролиз полиэтилена с цеолитом HBeta и сообщил о 95.7% выход газа из-за высокой кислотности катализатора. Batool et al. (2016) также сообщили о максимальном производстве газа при каталитическом пиролизе полиэтилена с высококислотным катализатором ZSM-5. Согласно Lee (2012) и Williams (2006), PE имеет длинноцепочечную углеродную структуру, и его разложение происходит случайным образом на более мелкие цепочечные молекулы через случайный разрыв цепи, что может способствовать образованию газа. Во время пиролиза полиэтилена, который удерживает только связи C-H и C-C, первоначально происходит разрыв основной цепи макромолекулы и образование стабильных свободных радикалов.Далее происходили стадии гидрирования, ведущие к синтезу вторичных свободных радикалов (новая стабильная связь C-H), что приводило к β-разрыву и образованию ненасыщенной группы (Rizzarelli et al., 2016).

Каталитический пиролиз ПП / ПЭ (соотношение 50/50%) не показал какой-либо существенной разницы в общих выходах продукта при использовании как AA-NZ, так и TA-NZ. Жидкое масло, полученное в результате каталитического пиролиза PP / PE, составляло 44 и 40% от катализаторов TA-NZ и AA-NZ, соответственно. Небольшое снижение выхода жидкого масла из AA-NZ могло быть связано с его высокой кислотностью.Syamsiro et al. (2014) сообщили, что AA-NZ с HCl имеет более высокую кислотность по сравнению с TA-NZ, дает меньший выход жидкой нефти и имеет высокий выход газов. Общий каталитический пиролиз PP / PE дает максимальное количество газа с низким содержанием полукокса. Высокая добыча газа может быть связана с присутствием ПП. Разложение полипропилена усиливает процесс карбокатиона из-за присутствия третичного углерода в его углеродной цепи (Jung et al., 2010). Кроме того, разложение полиэтилена в присутствии катализатора также способствует получению газа с низким выходом жидкого масла.Однако, когда каталитический пиролиз ПП и ПЭ проводился отдельно с ПС, наблюдалась значительная разница в выходе продукта.

Наблюдалась значительная разница в выходе жидкого масла 54 и 34% для каталитического пиролиза PS / PP (соотношение 50/50%) с катализаторами TA-NZ и AA-NZ, соответственно. Аналогичным образом наблюдалась значительная разница в выходе полукокса 20,3 и 35,2%, тогда как высокий выход газов составлял 25,7 и 30,8% при использовании катализаторов TA-NZ и AA-NZ, соответственно.Lopez et al. (2011) и Seo et al. (2003) сообщили, что катализатор с высокой кислотностью способствует процессу крекинга и обеспечивает максимальное производство газа. Кроме того, присутствие ПП также увеличивает газообразование из-за процесса карбокатиона во время разложения (Jung et al., 2010). Kim et al. (2002) сообщили, что при разложении полипропилена выделяется максимум газа в присутствии кислотных катализаторов.

Каталитический пиролиз PS с PE (соотношение 50/50%) в присутствии катализатора TA-NZ дает 44% жидкого масла, однако 52% жидкого масла было получено с использованием катализатора AA-NZ.Kiran et al. (2000) провели пиролиз PS с PE в различных соотношениях и сообщили, что увеличение концентрации PE снижает концентрацию жидкой нефти с увеличением содержания газа. Присутствие ПС с ПЭ способствует процессу разложения из-за образования активного стабильного бензольного кольца из ПС (Miandad et al., 2016b). Wu et al. (2014) провели ТГА ПС с ПЭ и наблюдали два пика, первый для ПС при низкой температуре, а затем деградацию ПЭ при высокой температуре.Более того, деградация PE следует за цепным процессом свободных радикалов и процессом гидрирования, в то время как PS следует за процессом радикальной цепочки, включая различные стадии (Kiran et al., 2000). Таким образом, даже с учетом явления разложения, PS приводил к более высокому разложению по сравнению с PE и давал стабильные бензольные кольца (McNeill et al., 1990).

Каталитический пиролиз ПС / ПЭ / ПП (соотношение 50/25/25%) показал несколько более низкий выход жидкого масла по сравнению с каталитическим пиролизом всех отдельных типов пластмасс.Выход масла для обоих катализаторов, TA-NZ и AA-NZ, в этом случае одинаков, 44 и 40% соответственно. Производство полукокса было выше (29,7%) с катализатором AA-NZ, чем (19,0%) с катализатором TA-NZ, что может быть связано с реакциями полимеризации (Wu and Williams, 2010). Кроме того, добавление ПЭТ с ПС, ПЭ и ПП (соотношение 20/40/20/20%) снизило выход жидкого масла до 28 и 30% в целом при использовании катализаторов TA-NZ и AA-NZ, соответственно, с более высокой фракции полукокса и газа. Демирбас (2004) провел пиролиз ПС / ПЭ / ПП и сообщил аналогичные результаты для выхода продукта.Аднан и др. (2014) провели каталитический пиролиз ПС и ПЭТ с использованием катализатора Al-Al 2 O 3 с соотношением 80/20% и сообщили только о 37% жидкой нефти. Более того, Yoshioka et al. (2004) сообщили о максимальном производстве газа и полукокса при незначительном производстве жидкой нефти при каталитическом пиролизе ПЭТ. Кроме того, о максимальном образовании угля сообщалось также при проведении каталитического пиролиза ПЭТ с другими пластиками (Bhaskar et al., 2004). Более высокое производство полукокса при пиролизе ПЭТ связано с реакциями карбонизации и конденсации во время его пиролиза при высокой температуре (Yoshioka et al., 2004). Кроме того, присутствие атома кислорода также способствует высокому образованию полукокса при каталитическом пиролизе ПЭТ (Xue et al., 2017). Thilakaratne et al. (2016) сообщили, что образование свободных радикалов от бензола с двумя активированными углями является предшественником каталитического кокса в результате разложения ПЭТ.

Влияние катализаторов на состав жидкой нефти

Химический состав жидкого масла, полученного каталитическим пиролизом различных пластиковых отходов с использованием катализаторов TA-NZ и AA-NZ, был охарактеризован методом ГХ-МС (Рисунки 4, 5).На состав добываемой жидкой нефти влияют различные типы сырья и катализаторов, используемых в процессе пиролиза (Miandad et al., 2016a, b, c). Жидкое масло, полученное из отдельных типов пластмасс, таких как ПС, ПП и ПЭ, содержало смесь ароматических, алифатических и других углеводородных соединений. Ароматические соединения, обнаруженные в масле из ПС и ПЭ, были выше, чем ПП при использовании катализатора TA-NZ. Содержание ароматических соединений увеличилось в масле из ПС и ПП, но уменьшилось в ПЭ при использовании катализатора AA-NZ.Мезопористый и кислотный катализатор приводит к производству углеводородов с более короткой цепью из-за его высокой крекирующей способности (Lopez et al., 2011). Однако микропористые и менее кислые катализаторы способствуют образованию длинноцепочечных углеводородов, поскольку процесс крекинга происходит только на внешней поверхности катализаторов. В целом, в присутствии катализаторов ПЭ и ПП следуют механизму разрыва случайной цепи, в то время как PS следует механизму разрыва цепи или разрыва концевой цепи (Cullis and Hirschler, 1981; Peterson et al., 2001). Разрыв концевой цепи приводит к образованию мономера, тогда как разрыв случайной цепи дает олигомеры и мономеры (Peterson et al., 2001).

Рис. 4. (A, B) ГХ-МС жидкого масла, полученного из различных типов пластиковых отходов с помощью TA-NZ.

Рис. 5. (A, B) ГХ-МС жидкого масла, полученного из различных типов пластиковых отходов с AA-NZ.

Жидкое масло, полученное в результате каталитического пиролиза полиэтилена при использовании обоих катализаторов, давало в основном нафталин, фенантрен, нафталин, 2-этенил-, 1-пентадецен, антрацен, 2-метил-, гексадекан и т. Д. (Рисунки 4A, 5A. ).Эти результаты согласуются с несколькими другими исследованиями (Lee, 2012; Xue et al., 2017). Получение производного бензола показывает, что TA-NZ усиливает процесс ароматизации по сравнению с AA-NZ. Xue et al. (2017) сообщили, что промежуточные олефины, полученные в результате каталитического пиролиза полиэтилена, в дальнейшем ароматизируются внутри пор катализаторов. Тем не менее, реакция ароматизации далее приводит к образованию атомов водорода, которые могут усилить процесс ароматизации. Ли (2012) сообщил, что ZSM-5 производит больше ароматических соединений по сравнению с морденитным катализатором из-за его кристаллической структуры.

Есть два возможных механизма, которые могут включать разложение ПЭ в присутствии катализатора; отрыв гибридных ионов из-за присутствия сайтов Льюиса или из-за механизма иона карбения через добавление протона (Rizzarelli et al., 2016). Первоначально деградация начинается на внешней поверхности катализаторов, а затем продолжается с дальнейшей деградацией во внутренних порах катализаторов (Lee, 2012). Однако микропористые катализаторы препятствуют проникновению более крупных молекул, и, таким образом, соединения с более высокой углеродной цепью образуются в результате каталитического пиролиза полиэтилена с микропористыми катализаторами.Кроме того, в присутствии кислотных катализаторов из-за карбениевого механизма может увеличиваться образование ароматических и олефиновых соединений (Lee, 2012). Lin et al. (2004) сообщили о получении высокореакционных олефинов в качестве промежуточных продуктов во время каталитического пиролиза полиэтилена, которые могут способствовать образованию парафинов и ароматических соединений в добываемой жидкой нефти. Более того, присутствие кислотного катализатора и свободного атома водорода может привести к алкилированию толуола и бензола, превращая промежуточный алкилированный бензол в нафталин за счет ароматизации (Xue et al., 2017).

Жидкое масло, полученное каталитическим пиролизом ПС с ТА-НЗ и АА-НЗ, содержит различные виды соединений. Основными обнаруженными соединениями были альфа-метилстирол, бензол, 1,1 ‘- (2-бутен-1,4-диил) бис-, бибензил, бензол, (1,3-пропандиил), фенантрен, 2-фенилнафталин и т. Д. в добываемой жидкой нефти (Рисунки 4A, 5A). Жидкая нефть, полученная каталитическим пиролизом ПС с обоими активированными катализаторами, в основном содержит ароматические углеводороды с некоторыми парафинами, нафталином и олефиновыми соединениями (Rehan et al., 2017). Однако в присутствии катализатора было достигнуто максимальное производство ароматических соединений (Xue et al., 2017). Рамли и др. (2011) также сообщили о производстве олефинов, нафталина с ароматическими соединениями в результате каталитического пиролиза PS с Al 2 O 3 , нанесенных на катализаторы Cd и Sn. Деградация ПС начинается с растрескивания на внешней поверхности катализатора, а затем следует преобразование внутри пор катализатора (Uemichi et al., 1999). Первоначально крекинг полимера осуществляется кислотным центром Льюиса на поверхности катализатора с образованием карбокатионных промежуточных продуктов, которые в дальнейшем испаряются или подвергаются риформингу внутри пор катализатора (Xue et al., 2017).

Каталитический пиролиз полистирола в основном производит стирол и его производные, которые являются основными соединениями в добываемой жидкой нефти (Siddiqui and Redhwi, 2009; Rehan et al., 2017). Превращение стирола в его производное увеличивалось в присутствии протонированных катализаторов из-за гидрирования (Kim et al., 2002). Шах и Ян (2015) и Укей и др. (2000) сообщили, что гидрирование стирола усиливается с увеличением температуры реакции. Огава и др. (1982) провели пиролиз ПС с алюмосиликатным катализатором при 300 ° C и обнаружили гидрирование стирола до его производного.Рамли и др. (2011) сообщили о возможном механизме деградации PS на кислотных катализаторах, который может происходить из-за атаки протона, связанного с кислотными центрами Бренстеда, что приводит к механизму карбениевых ионов, который далее подвергается β-расщеплению и позже сопровождается переносом водорода. Более того, реакции поперечного сшивания благоприятствовали сильные кислотные центры Бренстеда, и когда эта реакция происходит, завершение крекинга может в некоторой степени уменьшаться и увеличивать образование полукокса (Serrano et al., 2000). Кроме того, катализаторы оксид кремния-оксид алюминия не имеют сильных кислотных центров Бренстеда, хотя они могут не улучшать реакцию сшивки, но благоприятствуют процессу гидрирования. Таким образом, это может быть причиной того, что стирол не был обнаружен в жидком масле, однако его производное было обнаружено в больших количествах (Lee et al., 2001). Xue et al. (2017) также сообщили о деалкилировании стирола из-за задержки испарения внутри реактора, что может привести к усилению процесса риформинга и образованию производного стирола.TA-NZ и AA-NZ содержат большое количество оксида алюминия и диоксида кремния, что приводит к гидрированию стирола до его производного, что приводит к получению мономеров стирола вместо стирола.

Каталитический пиролиз полипропилена дает сложную смесь жидкого масла, содержащего ароматические углеводороды, олефины и соединения нафталина. Бензол, 1,1 ‘- (2-бутен-1,4-диил) бис-, бензол, 1,1’ — (1,3-пропандиил) бис-, антрацен, 9-метил-, нафталин, 2-фенил -, 1,2,3,4-тетрагидро-1-фенил-, нафталин, фенантрен и др.были основными соединениями, обнаруженными в жидкой нефти (Рисунки 4A, 5A). Эти результаты согласуются с другими исследованиями, в которых проводился каталитический пиролиз полипропилена с различными катализаторами (Marcilla et al., 2004). Кроме того, разложение ПП с помощью AA-NZ привело к максимальному образованию фенольных соединений. Более высокая продукция, возможно, была связана с наличием сильных кислотных центров, так как это способствует образованию фенольных соединений. Кроме того, присутствие высококислотного центра на катализаторах усиливает механизм олигомеризации, ароматизации и деоксигенации, что приводит к получению полиароматических и нафталиновых соединений.Dawood и Miura (2002) также сообщили о высоком уровне образования этих соединений в результате каталитического пиролиза полипропилена с высококислотным модифицированным HY-цеолитом.

Состав масла, полученного при каталитическом пиролизе полипропилена с полиэтиленом, содержит соединения, обнаруженные в масле из обоих видов сырья пластикового типа. Miandad et al. (2016b) сообщили, что состав сырья также влияет на качество и химический состав нефти. Жидкое масло, полученное каталитическим пиролизом ПЭ / ПП, содержит ароматические, олефиновые и нафталиновые соединения.Основными обнаруженными соединениями были: бензол, 1,1 ‘- (1,3-пропандиил) бис-, моно (2-этилгексил) сложный эфир, 1,2-бензолдикарбоновая кислота, антрацен, пентадекан, фенантрен, 2-фенилнафталин и т. д. (Рисунки 4B, 5B) . Юнг и др. (2010) сообщили, что образование ароматических соединений при каталитическом пиролизе ПП / ПЭ может происходить по механизму реакции Дильса-Альдера, а затем следует дегидрирование. Кроме того, каталитический пиролиз ПП и ПЭ, проводимый отдельно с ПС, в основном дает ароматические соединения из-за присутствия ПС.Полученная жидкая нефть из ПС / ПП содержит бензол, 1,1 ‘- (1,3-пропандиил) бис, 1,2-бензолдикарбоновую кислоту, дисооктиловый эфир, бибензил, фенантрен, 2-фенилнафталин, бензол, (4-метил- 1-деценил) — и так далее (Фигуры 4А, 5А). Каталитический пиролиз ПС с ПЭ в основном дает жидкую нефть с основными соединениями азулена, нафталина, 1-метил-, нафталина, 2-этенила, бензола, 1,1 ‘- (1,3-пропандиил) бис-, фенантрена, 2-фенилнафталина. , бензол, 1,1 ‘- (1-метил-1,2-этандиил) бис- и некоторые другие соединения (Рисунки 4B, 5B).Miskolczi et al. (2006) провели пиролиз ПС с ПЭ с соотношением 10 и 90%, соответственно, и сообщили о максимальном производстве ароматических углеводородов даже при очень низком соотношении ПС. Miandad et al. (2016b) сообщили, что термический пиролиз ПЭ с ПС без катализатора приводит к превращению ПЭ в жидкое масло с высоким содержанием ароматических углеводородов. Однако термический пиролиз единственного полиэтилена без катализатора превратил его в воск вместо жидкого масла из-за его сильной разветвленной длинноцепочечной структуры (Lee, 2012; Miandad et al., 2016б). Wu et al. (2014) провели ТГА ПС с ПЭ и сообщили, что присутствие ПС способствует разложению ПЭ из-за образования стабильных бензольных колец.

Химический состав пиролизного масла по различным функциональным группам был изучен методом FT-IR. Полученные данные выявили присутствие в масле ароматических и алифатических функциональных групп (рисунки 6, 7). Очень сильный пик при 696 см -1 наблюдался в большинстве жидких масел, полученных с использованием обоих катализаторов, что соответствует высокой концентрации ароматических соединений.Еще два очевидных пика были видны при примерно 1,456 и 1,495 см -1 для C-C с одинарными и двойными связями, соответствующих ароматическим соединениям. Кроме того, в конце спектра сильные пики при 2,850, 2,923 и 2,958 см -1 наблюдались во всех типах жидких масел, кроме PS, соответствующих C-H отрезку соединений алканов. В целом жидкое масло, полученное в результате каталитического пиролиза различных пластиковых отходов с использованием катализатора AA-NZ, показало больше пиков, чем образцы катализаторов TA-NZ.Эти дополнительные пики соответствуют ароматическим углеводородам, алканам и соединениям алкена. Это указывает на то, что, как и ожидалось, AA-NZ имел лучшие каталитические свойства, чем TA-NZ. Различные исследователи сообщили о схожих результатах, что в жидкой нефти, полученной из PS, преобладали ароматические углеводороды. Tekin et al. (2012) и Panda and Singh (2013) также сообщили о присутствии ароматических углеводородов с некоторыми алканами и алкенами в результате каталитического пиролиза полипропилена. Kunwar et al. (2016) провели термический и каталитический пиролиз полиэтилена и сообщили, что полученная жидкая нефть содержит алканы и алкены в качестве основной функциональной группы.В целом, анализ FT-IR позволил лучше понять химический состав жидкого масла, полученного в результате каталитического пиролиза различных пластиковых отходов с использованием модифицированных NZ-катализаторов, и дополнительно подтвердил наши результаты GC-MS.

Рисунок 6 . FT-IR анализ жидкой нефти, полученной каталитическим пиролизом с TA-NZ.

Рисунок 7 . FT-IR анализ жидкой нефти, полученной в результате каталитического пиролиза с AA-NZ.

Возможное применение продуктов пиролиза

Жидкая нефть, полученная в результате каталитического пиролиза различных типов пластмассового сырья, содержит большое количество ароматических, олефиновых и нафталиновых соединений, которые содержатся в нефтепродуктах.Более того, HHV добываемой жидкой нефти было обнаружено в диапазоне 41,7–44,2 МДж / кг (Таблица 2), что очень близко к энергетической ценности обычного дизельного топлива. Самая низкая HHV 41,7 МДж / кг была обнаружена в жидкой нефти, полученной из PS с использованием катализатора TA-NZ, тогда как самая высокая HHV в 44,2 МДж / кг была у PS / PE / PP с использованием катализатора AA-NZ. Таким образом, жидкое пиролизное масло, получаемое из различных пластиковых отходов, потенциально может быть использовано в качестве альтернативного источника энергии. По данным Lee et al.(2015) и Rehan et al. (2016), производство электроэнергии возможно с использованием жидкого пиролизного масла в дизельном двигателе. Саптоади и Пратама (2015) успешно использовали жидкое пиролитическое масло в качестве альтернативы керосиновой печи. Кроме того, полученные ароматические соединения могут быть использованы в качестве сырья для полимеризации в различных отраслях химической промышленности (Sarker, Rashid, 2013; Shah, Jan, 2015). Кроме того, различные исследователи использовали добытую жидкую нефть в качестве транспортного топлива после смешивания с обычным дизельным топливом в различных соотношениях.Исследования проводились для изучения потенциала добываемой жидкой нефти в контексте характеристик двигателя и выбросов выхлопных газов транспортных средств. Nileshkumar et al. (2015) и Ли и др. (2015) сообщили, что соотношение смеси пиролитического жидкого масла и обычного дизельного топлива, равное 20: 80%, соответственно, дает аналогичные результаты по производительности двигателя, чем у обычного дизельного топлива. Более того, при том же смешанном соотношении выбросы выхлопных газов также были аналогичными, однако выбросы выхлопных газов увеличивались с увеличением количества смешанного пиролизного масла (Frigo et al., 2014; Мукерджи и Тамотаран, 2014).

Таблица 2 . Высокие значения нагрева (HHV) пиролизного масла из различного сырья с использованием катализаторов TA-NZ и AA-NZ.

Остаток (полукокс), оставшийся после процесса пиролиза, можно использовать в нескольких экологических целях. Несколько исследователей активировали полукокс с помощью пара и термической активации (Lopez et al., 2009; Heras et al., 2014). Процесс активации увеличил площадь поверхности по БЭТ и уменьшил размер пор полукокса (Lopez et al., 2009). Кроме того, Бернандо (2011) модернизировал пластиковый уголь биоматериалом и провел адсорбцию (3,6–22,2 мг / г) красителя метиленового синего из сточных вод. Miandad et al. (2018) использовали полукокс, полученный при пиролизе пластиковых отходов ПС, для синтеза нового наноадсорбента двухслойных оксидов углерода-металла (C / MnCuAl-LDOs) для адсорбции конго красного (CR) в сточных водах. Кроме того, полукокс также может использоваться в качестве сырья для производства активированного угля.

Ограничения ГХ-МС анализа пиролизного масла

Существуют некоторые ограничения при проведении точного количественного анализа химических компонентов в пиролизном масле с использованием ГХ-МС.В этом исследовании мы использовали массовый процент различных химикатов, обнаруженных в образцах нефти, рассчитанный на основе площадей пиков, определенных с помощью колонки DP5-MS с нормальной фазой и FID. Идентифицированные пики были сопоставлены с NIST и библиотекой спектров банка масс. Соединения были выбраны на основе индекса сходства (SI> 90%). Дальнейшее сравнение с известными стандартами (CRM) позволило подтвердить идентифицированные соединения. Использованная колонка и детекторы ограничивались только углеводородами. Однако в действительности масло из большинства пластиковых отходов имеет сложную химическую структуру и может содержать другие группы неустановленных химических веществ, таких как сера, азот и кислородсодержащие углеводороды.Вот почему необходим более глубокий и точный качественный химический анализ, чтобы полностью понять химию пиролизного масла, с использованием расширенной калибровки и стандартизации и использования различных детекторов МС, таких как SCD и NCD, а также различных колонок для ГХ.

Возможности и проблемы биоперерабатывающих заводов на основе пиролиза

Заводы по переработке отходов привлекают огромное внимание как решение для преобразования ТБО и других отходов биомассы в ряд продуктов, таких как топливо, энергия, тепло и другие ценные химические вещества и материалы.Различные типы биоперерабатывающих заводов, такие как биоперерабатывающий завод на базе сельского хозяйства, завод биопереработки животных отходов, завод по биопереработке сточных вод, завод по биопереработке на основе водорослей, завод по переработке пластиковых отходов, биоперерабатывающий завод на базе лесного хозяйства, биопереработка промышленных отходов, биопереработка пищевых отходов и т. Д., Могут быть разработаны в зависимости от тип и источник отходов (Gebreslassie et al., 2013; De Wild et al., 2014; Nizami et al., 2017a, b; Waqas et al., 2018). Эти биоперерабатывающие заводы могут сыграть важную роль в сокращении загрязнения окружающей среды отходами и выбросов парниковых газов.Кроме того, они приносят существенные экономические выгоды и могут помочь в достижении экономики замкнутого цикла в любой стране.

Биоперерабатывающий завод на основе пиролиза может быть разработан для обработки ряда отходов биомассы и пластиковых отходов с целью производства жидкого и газового топлива, энергии, биоугля и других более ценных химикатов с использованием комплексного подхода. Комплексный подход помогает достичь максимальных экономических и экологических выгод при минимальном образовании отходов. Существует множество проблем и возможностей для улучшения биоперерабатывающих заводов на основе пиролиза, которые необходимо решать и оптимизировать, чтобы обеспечить максимальную выгоду.Хотя пиролизное масло содержит больше энергии, чем уголь и некоторые другие виды топлива, сам пиролиз является энергоемким процессом, а нефтепродукт требует больше энергии для очистки (Inman, 2012). Это означает, что пиролизное масло может быть не намного лучше обычного дизельного топлива или другого ископаемого топлива с точки зрения выбросов парниковых газов, хотя для подтверждения этого необходимы более подробные исследования баланса массы и энергии в рамках всего процесса. Чтобы преодолеть эти технологические потребности в энергии, могут быть разработаны более передовые технологии с использованием интеграции возобновляемых источников энергии, таких как солнечная или гидроэнергетика, с пиролизными биоперерабатывающими заводами для достижения максимальных экономических и экологических выгод.

Доступность потоков отходов пластика и биомассы в качестве сырья для биоперерабатывающих заводов, основанных на пиролизе, является еще одной серьезной проблемой, поскольку переработка в настоящее время не очень эффективна, особенно в развивающихся странах. Газы, образующиеся при пиролизе некоторых пластиковых отходов, таких как ПВХ, токсичны, и поэтому технология очистки выбросов пиролиза требует дальнейшего совершенствования для достижения максимальных экологических преимуществ. Пиролизное масло, полученное из различных типов пластика, необходимо значительно очистить перед использованием в любом применении, чтобы обеспечить минимальное воздействие на окружающую среду.Высокое содержание ароматических веществ в пиролизном масле является хорошим, и некоторые ароматические соединения, такие как бензол, толуол и стирол, можно очищать и продавать на уже сложившемся рынке. Однако некоторые ароматические углеводороды являются известными канцерогенами и могут нанести серьезный вред здоровью человека и окружающей среде. Поэтому в этом отношении необходимо серьезное рассмотрение.

Другие аспекты оптимизации биоперерабатывающих заводов на основе пиролиза, такие как новые появляющиеся передовые катализаторы, включая нанокатализаторы, должны быть разработаны и применены в процессах пиролиза для повышения качества и выхода продуктов, а также для оптимизации всего процесса.Рынок продуктов биопереработки на основе пиролиза должен быть создан / расширен, чтобы привлечь дополнительный интерес и финансирование, чтобы сделать эту концепцию более практичной и успешной. Точно так же необходимо больше внимания уделять проведению дальнейших исследований и разработок по обогащению концепции биопереработки и раскрытию ее истинного потенциала. Кроме того, очень важно провести подробную оценку экономического и экологического воздействия биоперерабатывающих заводов на стадии проектирования с использованием специализированных инструментов, таких как оценка жизненного цикла (ОЖЦ).LCA может анализировать воздействие биоперерабатывающего завода и всех продуктов на окружающую среду путем проведения подробных энергетических и материальных балансов на всех этапах жизненного цикла, включая добычу и переработку сырья, производство, распределение продуктов, использование, техническое обслуживание и утилизацию / переработку. Результаты LCA помогут определить устойчивость биоперерабатывающих заводов, что имеет решающее значение для принятия правильного решения.

Выводы

Каталитический пиролиз — многообещающий метод преобразования пластиковых отходов в жидкое масло и другие продукты с добавленной стоимостью с использованием катализатора на основе модифицированного природного цеолита (NZ).Модификация катализаторов NZ была проведена с помощью новой термической (TA) и кислотной (AA) активации, которая улучшила их каталитические свойства. Каталитический пиролиз PS дал наибольшее количество жидкой нефти (70 и 60%) по сравнению с PP (40 и 54%) и PE (40 и 42%) с использованием катализаторов TA-NZ и AA-NZ соответственно. Химический состав пиролизного масла был проанализирован с помощью ГХ-МС, и было обнаружено, что большая часть жидкого масла дает высокое содержание ароматических веществ с некоторыми алифатическими и другими углеводородными соединениями.Эти результаты были дополнительно подтверждены анализом FT-IR, показывающим четкие пики, соответствующие ароматическим и другим углеводородным функциональным группам. Кроме того, жидкое масло, полученное из различных типов пластиковых отходов, имело более высокую теплотворную способность (HHV) в диапазоне 41,7–44,2 МДж / кг, как и у обычного дизельного топлива. Следовательно, он имеет потенциал для использования в различных энергетических и транспортных приложениях после дальнейшей обработки и очистки. Это исследование является шагом к развитию биоперерабатывающих заводов на основе пиролиза.Биоперерабатывающие заводы обладают огромным потенциалом для преобразования отходов в энергию и другие ценные продукты и могут помочь в достижении экономики замкнутого цикла. Однако, как обсуждалось выше, существует множество технических, эксплуатационных и социально-экономических проблем, которые необходимо преодолеть для достижения максимальных экономических и экологических выгод от биоперерабатывающих заводов.

Доступность данных

Все наборы данных, созданные для этого исследования, включены в рукопись и / или дополнительные файлы.

Авторские взносы

RM провел эксперименты по пиролизу и помог в написании рукописи.HK, JD, JG и AH провели подробную характеристику продуктов процесса. MR и ASA проанализировали данные и письменные части рукописи. MAB, MR и A-SN исправили и отредактировали рукопись. ASA и IMII поддержали проект финансово и технически.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

MR и A-SN выражают признательность Центру передового опыта в области экологических исследований (CEES), Университету короля Абдель Азиза (KAU), Джидда, штат Калифорния, и Министерству образования штата Калифорния за финансовую поддержку в рамках гранта № 2 / S / 1438. Авторы также благодарны деканату научных исследований (DSR) КАУ за финансовую и техническую поддержку ОЕЭП.

Список литературы

Аднан А., Шах Дж. И Ян М. Р. (2014). Исследования разложения полистирола с использованием катализаторов на медной основе. J. Anal. Прил. Пирол . 109, 196–204. DOI: 10.1016 / j.jaap.2014.06.013

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Агуадо, Дж., Сотело, Дж. Л., Серрано, Д. П., Каллес, Дж. А. и Эскола, Дж. М. (1997). Каталитическая конверсия полиолефинов в жидкое топливо на MCM-41: сравнение с ZSM-5 и аморфным SiO2 – Al 2 O 3 . Ener топливо 11, 1225–1231. DOI: 10.1021 / ef970055v

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Александра, Л.С. (2012). Твердые бытовые отходы: превращение проблемы в ресурсные отходы: проблемы, с которыми сталкиваются развивающиеся страны, специалист по городскому хозяйству . Всемирный банк. 2–4 стр.

Батул, М., Шах, А. Т., Имран Дин, М., и Ли, Б. (2016). Каталитический пиролиз полиэтилена низкой плотности с использованием инкапсулированных цетилтриметиламмониевых моновакантных блоков кеггина и ZSM-5. J. Chem. 2016: 2857162. DOI: 10.1155 / 2016/2857162

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Бернандо, М.(2011). «Физико-химические характеристики углей, образующихся при совместном пиролизе отходов, и возможные пути повышения ценности», в Chemical Engineering (Лиссабон: Universidade Nova de Lisboa), 27–36.

Бхаскар, Т., Канеко, Дж., Муто, А., Саката, Ю., Якаб, Э., Мацуи, Т. и др. (2004). Исследования пиролиза пластмасс PP / PE / PS / PVC / HIPS-Br, смешанных с ПЭТ, и дегалогенирование (Br, Cl) жидких продуктов. J. Anal. Прил. Пиролиз 72, 27–33. DOI: 10.1016 / j.jaap.2004.01.005

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чандрасекаран С. Р., Кунвар Б., Мозер Б. Р., Раджагопалан Н. и Шарма Б. К. (2015). Каталитический термический крекинг пластмассовых отходов постпотребительского производства с получением топлива. 1. Кинетика и оптимизация. Energy Fuels 29, 6068–6077. DOI: 10.1021 / acs.energyfuels.5b01083

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Куллис, К. Ф., и Хиршлер, М. М. (1981). Горение органических полимеров. Том.5. Лондон: Издательство Оксфордского университета.

Давуд А. и Миура К. (2002). Каталитический пиролиз c-облученного полипропилена (PP) над HY-цеолитом для повышения реакционной способности и селективности продукта. Полим. Деграда. Укол . 76, 45–52. DOI: 10.1016 / S0141-3910 (01) 00264-6

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Де Вильд, П. Дж., Хейджген, В. Дж., И Госселинк, Р. Дж. (2014). Пиролиз лигнина для рентабельных лигноцеллюлозных биоперерабатывающих заводов. Биотопливо Биопрод.Биорефайнинг 8, 645–657. DOI: 10.1002 / bbb.1474

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Демирбас А. (2004). Пиролиз муниципальных пластиковых отходов для утилизации углеводородов бензиновой марки. J. Anal. Прил. Пиролиз 72, 97–102. DOI: 10.1016 / j.jaap.2004.03.001

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Димитров, Н., Крехула, Л. К., Сирочич, А. П., и Хрняк-Мургич, З. (2013). Анализ переработанных бутылок из ПЭТ методом пиролизно-газовой хроматографии. Полим. Деграда. Stab. 98, 972–979. DOI: 10.1016 / j.polymdegradstab.2013.02.013

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Dziecioł, M., and Trzeszczynski, J. (2000). Летучие продукты термической деструкции полиэтилентерефталата в атмосфере азота. J. Appl. Polym. Sci. 77, 1894–1901. DOI: 10.1002 / 1097-4628 (20000829) 77: 9 <1894 :: AID-APP5> 3.0.CO; 2-Y

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Фриго, С., Сеггиани, М., Пуччини, М., и Витоло, С. (2014). Производство жидкого топлива путем пиролиза отработанных шин и его использование в дизельном двигателе. Топливо 116, 399–408. DOI: 10.1016 / j.fuel.2013.08.044

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гака П., Джевецка М., Калета В., Козубек Х. и Новинска К. (2008). Каталитическая деструкция полиэтилена на мезопористом молекулярном сите МСМ-41, модифицированном гетерополисоединениями. Польский J. Environ. Stud. 17, 25–35.

Google Scholar

Гандиди, И.М., Сусила, М., Д. Мустофа, А., Памбуди, Н. А. (2018). Термико-каталитический крекинг реальных ТБО в био-сырую нефть. J. Energy Inst. 91, 304–310. DOI: 10.1016 / j.joei.2016.11.005

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Gebreslassie, Б. Х., Сливинский, М., Ван, Б., и Ю, Ф. (2013). Оптимизация жизненного цикла для устойчивого проектирования и эксплуатации заводов по биологической переработке углеводородов с помощью быстрого пиролиза, гидроочистки и гидрокрекинга. Comput. Chem. Англ. 50, 71–91.DOI: 10.1016 / j.compchemeng.2012.10.013

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Херас, Ф., Хименес-Кордеро, Д., Гиларранц, М.А., Алонсо-Моралес, Н., и Родригес, Дж. Дж. (2014). Активация полукокса изношенных шин путем циклического жидкофазного окисления. Топливный процесс. Технол . 127, 157–162. DOI: 10.1016 / j.fuproc.2014.06.018

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Юнг С. Х., Чо М. Х., Канг Б. С. и Ким Дж. С. (2010). Пиролиз фракции отработанного полипропилена и полиэтилена для извлечения ароматических углеводородов БТК с использованием реактора с псевдоожиженным слоем. Топливный процесс. Technol. 91, 277–284. DOI: 10.1016 / j.fuproc.2009.10.009

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ким, Х. С., Ким, С., Ким, Х. Дж. И Янг, Х. С. (2006). Тепловые свойства полиолефиновых композитов с наполнителем из биомки с различным типом и содержанием компатибилизатора. Термохим. Acta 451, 181–188. DOI: 10.1016 / j.tca.2006.09.013

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ким, Дж. Р., Юн, Дж. Х. и Пак, Д.W. (2002). Каталитическая переработка смеси полипропилена и полистирола. Полим. Деграда. Stab. 76, 61–67. DOI: 10.1016 / S0141-3910 (01) 00266-X

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Киран, Н., Экинчи, Э. и Снейп, К. Э. (2000). Переработка пластиковых отходов пиролизом. Ресурс. Консерв. Recycl. 29, 273–283. DOI: 10.1016 / S0921-3449 (00) 00052-5

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кунвар, Б., Мозер, Б. Р., Чандрасекаран, С.Р., Раджагопалан, Н., Шарма, Б. К. (2016). Каталитическая и термическая деполимеризация малоценного бытового полиэтилена высокой плотности. Энергия 111, 884–892. DOI: 10.1016 / j.energy.2016.06.024

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Леконт, Х.А., и Лиггат, Дж. Дж. (2006). Механизм разложения звеньев диэтиленгликоля в терефталатном полимере. Полим. Деграда. Stab. 91, 681–689. DOI: 10.1016 / j.polymdegradstab.2005.05.028

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ли, К.Х. (2012). Влияние типов цеолитов на каталитическую очистку воскового масла пиролиза. J. Anal. Прил. Пирол . 94, 209–214. DOI: 10.1016 / j.jaap.2011.12.015

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ли С., Йошида К. и Йошикава К. (2015). Применение отработанного пластикового пиролизного масла в дизельном двигателе с прямым впрыском: Для небольшой несетевой электрификации. Energy Environ. Res . 5:18. DOI: 10.5539 / eer.v5n1p18

CrossRef Полный текст

Ли, С.Ю., Юн, Дж. Х., Ким, Дж. Р. и Пак, Д. У. (2001). Каталитическая деструкция полистирола над природным клиноптилолитовым цеолитом. Полим. Деграда. Stab. 74, 297–305. DOI: 10.1016 / S0141-3910 (01) 00162-8

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лин, Ю. Х., Янг, М. Х., Йе, Т. Ф., и Гер, М. Д. (2004). Каталитическое разложение полиэтилена высокой плотности на мезопористых и микропористых катализаторах в реакторе с псевдоожиженным слоем. Полим. Деграда. Stab. 86, 121–128.DOI: 10.1016 / j.polymdegradstab.2004.02.015

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лопес, А., Марко д, И., Кабальеро, Б. М., Ларесгоити, М. Ф., Адрадос, А., и Торрес, А. (2011). Пиролиз муниципальных пластиковых отходов II: влияние состава сырья в каталитических условиях. Управление отходами . 31, 1973–1983. DOI: 10.1016 / j.wasman.2011.05.021

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лопес, Г., Олазар, М., Артете, М., Амутио, М., Элорди, Дж., И Бильбао, Дж. (2009). Активация паром пиролитического полукокса шин при различных температурах. J. Anal. Прил. Пирол . 85, 539–543. DOI: 10.1016 / j.jaap.2008.11.002

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ma, C., Yu, J., Wang, B., Song, Z., Xiang, J., Hu, S., et al. (2017). Каталитический пиролиз огнестойкого ударопрочного полистирола на различных твердых кислотных катализаторах. Топливный процесс. Technol. 155, 32–41. DOI: 10.1016 / j.fuproc.2016.01.018

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Марсилла, А., Бельтран, М. И., Эрнандес, Ф., и Наварро, Р. (2004). Дезактивация HZSM5 и HUSY при каталитическом пиролизе полиэтилена. Прил. Катал. A Gen. 278, 37–43. DOI: 10.1016 / j.apcata.2004.09.023

CrossRef Полный текст | Google Scholar

McNeill, I.C., и Bounekhel, M. (1991). Исследования термической деструкции сложных полиэфиров терефталата: 1. Поли (алкилентерефталаты). Полимерная деградация. Stab. 34, 187–204. DOI: 10.1016 / 0141-3910 (91) -C

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Макнил, И.К., Зульфикар М. и Кусар Т. (1990). Подробное исследование продуктов термической деструкции полистирола. Полим. Деграда. Stab. 28, 131–151. DOI: 10.1016 / 0141-3910 (90) -O

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Миандад Р., Баракат М. А., Абуриазаиза А. С., Рехан М., Исмаил И. М. И. и Низами А. С. (2017b). Влияние видов пластиковых отходов на жидкое пиролизное масло. Внутр. Биодетериор. Биодеград . 119, 239–252. DOI: 10.1016 / j.ibiod.2016.09.017

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Миандад Р., Баракат М. А., Абуриазаиза А. С., Рехан М. и Низами А. С. (2016a). Каталитический пиролиз пластиковых отходов: обзор. Process Safety Environ. Защитить . 102, 822–838. DOI: 10.1016 / j.psep.2016.06.022

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Миандад Р., Баракат М. А., Рехан М., Абуриазаиза А. С., Исмаил И. М. И. и Низами А. С. (2017a). Пластмассовые отходы превращаются в жидкое масло путем каталитического пиролиза с использованием природных и синтетических цеолитных катализаторов. Управление отходами. 69, 66–78. DOI: 10.1016 / j.wasman.2017.08.032

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Миандад Р., Кумар Р., Баракат М. А., Башир К., Абуриазаиза А. С., Низами А. С. и др. (2018). Неиспользованное преобразование пластиковых отходов в углеродно-металлические LDO для адсорбции конго красного. J Colloid Interface Sci. 511, 402–410. DOI: 10.1016 / j.jcis.2017.10.029

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Миандад, Р., Низами, А.С., Рехан, М., Баракат, М.А., Хан, М.И., Мустафа, А. и др. (2016b). Влияние температуры и времени реакции на конверсию отходов полистирола в жидкое пиролизное масло. Управление отходами . 58, 250–259. DOI: 10.1016 / j.wasman.2016.09.023

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Миандад Р., Рехан М., Низами А. С., Баракат М. А. Э. Ф. и Исмаил И. М. (2016c). «Энергия и продукты с добавленной стоимостью от пиролиза пластиковых отходов» в Recycling of Solid Waste for Biofuels and Bio-Chemicals , eds O.П. Картикеян, К. Х. Субраманиан, С. Мутху (Сингапур: Springer), 333–355.

Google Scholar

Miskolczi, N., Bartha, L., and Deak, G. (2006). Термическое разложение полиэтилена и полистирола в упаковочной промышленности на различных катализаторах до топливоподобного сырья. Полим. Деграда. Укол . 91, 517–526. DOI: 10.1016 / j.polymdegradstab.2005.01.056

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мукерджи, М.К., и Тамотаран, П.С. (2014). Испытания на производительность и выбросы нескольких смесей отработанного пластикового масла с дизельным топливом и этанолом на четырехтактном двухцилиндровом дизельном двигателе. IOSR J. Mech. Civil Eng . 11, 2278–1684. DOI: 10.9790 / 1684-11214751

CrossRef Полный текст

Нилешкумар, К. Д., Яни, Р. Дж., Патель, Т. М., и Ратод, Г. П. (2015). Влияние смеси пластикового пиролизного масла и дизельного топлива на производительность одноцилиндрового двигателя CI. Внутр. J. Sci. Technol. Eng .1, 2349–2784.

Google Scholar

Низами А.С., Оуда О.К.М., Рехан М., Эль-Маграби А.М.О., Гарди Дж., Хассанпур А. и др. (2016). Потенциал природных цеолитов Саудовской Аравии в технологиях рекуперации энергии. Энергия 108, 162–171. DOI: 10.1016 / j.energy.2015.07.030

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Низами А. С., Рехан М., Вакас М., Накви М., Оуда О. К. М., Шахзад К. и др. (2017a). Заводы по переработке отходов: создание возможностей для экономики замкнутого цикла в развивающихся странах. Биоресурсы. Technol. 241, 1101–1117. DOI: 10.1016 / j.biortech.2017.05.097

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Низами, А.С., Шахзад, К., Рехан, М., Оуда, О.К.М., Хан, М.З., Исмаил, И.М.И. и др. (2017b). Создание завода по переработке отходов в Макке: путь вперед в преобразовании городских отходов в возобновляемые источники энергии. Прил. Энергия . 186, 189–196. DOI: 10.1016 / j.apenergy.2016.04.116

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Обали, З., Сезги, Н. А., Догу, Т. (2012). Каталитическое разложение полипропилена на мезопористых катализаторах, содержащих оксид алюминия. Chem. Англ. J . 207, 421–425. DOI: 10.1016 / j.cej.2012.06.146

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Огава Т., Куроки Т., Идэ С. и Икемура Т. (1982). Восстановление производных индана из отходов полистирола. J. Appl. Polym. Sci. 27, 857–869. DOI: 10.1002 / app.1982.070270306

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Панда, А.К. и Сингх Р. К. (2013). Экспериментальная оптимизация процесса термокаталитического разложения отработанного полипропилена до жидкого топлива. Adv. Энергия Eng . 1, 74–84.

Google Scholar

Петерсон, Дж. Д., Вязовкин, С., и Уайт, К. А. (2001). Кинетика термической и термоокислительной деструкции полистирола, полиэтилена и полипропилена. Macromol. Chem. Phys. 202, 775–784. DOI: 10.1002 / 1521-3935 (20010301) 202: 6 <775 :: AID-MACP775> 3.0.CO; 2-G

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Рамли М. Р., Осман М. Б. Х., Арифин А. и Ахмад З. (2011). Сшитая сеть полидиметилсилоксана посредством механизмов присоединения и конденсации (RTV). Часть I: синтез и термические свойства. Полим. Деграда. Укол . 96, 2064–2070. DOI: 10.1016 / j.polymdegradstab.2011.10.001

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ратнасари Д. К., Нахил М. А. и Уильямс П. Т. (2017). Каталитический пиролиз пластиковых отходов с использованием ступенчатого катализа для производства углеводородных масел бензинового ряда. J. Anal. Прил. Пиролиз 124, 631–637. DOI: 10.1016 / j.jaap.2016.12.027

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Рехан, М., Миандад, Р., Баракат, М. А., Исмаил, И. М. И., Альмилби, Т., Гарди, Дж. И др. (2017). Влияние цеолитных катализаторов на жидкое масло пиролиза. Внутр. Биодетериор. Биодеград. 119, 162–175. DOI: 10.1016 / j.ibiod.2016.11.015

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Рехан, М., Низами, А.С., Шахзад, К., Оуда, О.К. М., Исмаил, И. М. И., Алмилби, Т. и др. (2016). Пиролитическое жидкое топливо: источник возобновляемой энергии в Мекке. Источники энергии A 38, 2598–2603. DOI: 10.1080 / 15567036.2016.1153753

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Rizzarelli, P., Rapisarda, M., Perna, S., Mirabella, E.F., La Carta, S., Puglisi, C., et al. (2016). Определение полиэтилена в смесях биоразлагаемых полимеров и в компостируемых мешках-носителях методами Py-GC / MS и TGA. J. Anal. Прил.Пиролиз 117,72–81. DOI: 10.1016 / j.jaap.2015.12.014

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Саптоади, Х., Пратама, Н. Н. (2015). Использование отработанного масла из пластмасс в качестве частичного заменителя керосина в напорных плитах. Внутр. J. Environ. Sci. Dev . 6, 363–368. DOI: 10.7763 / IJESD.2015.V6.619

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Саркер М., Рашид М. М. (2013). Отработанная смесь пластиков из полистирола и полипропилена в легкое топливо с использованием катализатора Fe2O3. Внутр. J. Renew. Energy Technol. Res . 2, 17–28.

Google Scholar

Со, Й. Х., Ли, К. Х. и Шин, Д. Х. (2003). Исследование каталитической деструкции полиэтилена высокой плотности методом анализа углеводородных групп. J. Anal. Прил. Пирол . 70, 383–398. DOI: 10.1016 / S0165-2370 (02) 00186-9

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Серрано Д. П., Агуадо Дж. И Эскола Дж. М. (2000). Каталитическая конверсия полистирола над HMCM-41, HZSM-5 и аморфным SiO 2 –Al 2 O 3 : сравнение с термическим крекингом. Прил. Катал. B: Окружающая среда. 25, 181–189. DOI: 10.1016 / S0926-3373 (99) 00130-7

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Серрано Д. П., Агуадо Дж. И Эскола Дж. М. (2012). Разработка передовых катализаторов для переработки полиолефиновых пластмассовых отходов в топливо и химические вещества. ACS Catal. 2, 1924–1941. DOI: 10.1021 / cs3003403

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шах Дж. И Ян М. Р. (2015). Влияние полиэтилентерефталата на каталитический пиролиз полистирола: Исследование жидких продуктов. J. Тайваньский институт Chem. Англ. 51, 96–102. DOI: 10.1016 / j.jtice.2015.01.015

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сиддики, М. Н., и Редви, Х. Х. (2009). Пиролиз смешанных пластиков для восстановления полезных продуктов. Топливный процесс. Technol. 90, 545–552. DOI: 10.1016 / j.fuproc.2009.01.003

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шрининси В., Саэроджи М. Г., Трисунарьянти В., Армунанто Р. и Фалах И. И. (2014).Производство топлива из пластиковых отходов ПВД на природном цеолите на основе металлов Ni, Ni-Mo, Co и Co-Mo. Proc. Environ. Sci. 20, 215–224. DOI: 10.1016 / j.proenv.2014.03.028

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Syamsiro, M., Cheng, S., Hu, W., Saptoadi, H., Pratama, N. N., Trisunaryanti, W., et al. (2014). Жидкое и газообразное топливо из пластиковых отходов путем последовательного пиролиза и каталитического риформинга на природных цеолитных катализаторах Индонезии. Waste Technol. 2, 44–51. DOI: 10.12777 / Wastech.2.2.44-51

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Текин, К., Акалин, М. К., Кади, К., и Карагез, С. (2012). Каталитическое разложение отработанного полипропилена пиролизом. Дж. Энергия Инс . 85, 150–155. DOI: 10.1179 / 1743967112Z.00000000029

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Тилакаратне, Р., Тессонье, Дж. П., и Браун, Р. К. (2016). Превращение метокси- и гидроксильных функциональных групп фенольных мономеров над цеолитами. Green Chem. 18, 2231–2239. DOI: 10.1039 / c5gc02548f

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Уэмичи Ю., Хаттори М., Ито Т., Накамура Дж. И Сугиока М. (1998). Поведение дезактивации цеолита и катализаторов кремнезема-оксида алюминия при разложении полиэтилена. Ind. Eng. Chem. Res. 37, 867–872. DOI: 10.1021 / ie970605c

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Уэмичи, Ю., Накамура, Дж., Ито, Т., Сугиока, М., Гарфорт, А.А. и Дуайер Дж. (1999). Превращение полиэтилена в бензиновые топлива путем двухступенчатой ​​каталитической деградации с использованием диоксида кремния – оксида алюминия и цеолита HZSM-5. Ind. Eng. Chem. Res. 38, 385–390. DOI: 10.1021 / ie980341 +

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Укей, Х., Хиросе, Т., Хорикава, С., Такаи, Ю., Така, М., Адзума, Н. и др. (2000). Каталитическое разложение полистирола на стирол и конструкция пригодного для повторного использования полистирола с диспергированными катализаторами. Catal.Сегодня 62, 67–75. DOI: 10.1016 / S0920-5861 (00) 00409-0

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Вакас М., Рехан М., Абуриазаиза А. С. и Низами А. С. (2018). «Глава 17 — Биопереработка сточных вод на основе микробной электролизной ячейки: возможности и проблемы», в прогрессе и последние тенденции в микробных топливных элементах , ред. К. Датта и П. Кунду (Нью-Йорк, Нью-Йорк: Elsevier Inc.), 347 –374. DOI: 10.1016 / B978-0-444-64017-8.00017-8

CrossRef Полный текст

Уильямс, П.Т. (2006). «Выход и состав газов и масел / парафинов от переработки отходов пластика». In Feeds Tock Recycling и пиролиз пластиковых отходов: преобразование пластиковых отходов в дизельное топливо и другое топливо , ред. Дж. Шейрс и В. Камински (Западный Суссекс: John Wiley & Sons Press), 285–309.

Google Scholar

Ву, К., и Уильямс, П. Т. (2010). Пиролиз – газификация пластмасс, смешанных пластмасс и реальных пластиковых отходов с катализатором Ni – Mg – Al и без него. Топливо 89, 3022–3032. DOI: 10.1016 / j.fuel.2010.05.032

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ву, Дж., Чен, Т., Ло, X., Хан, Д., Ван, З., и Ву, Дж. (2014). TG / FTIR-анализ поведения при совместном пиролизе PE, PVC и PS. Управление отходами. 34, 676–682. DOI: 10.1016 / j.wasman.2013.12.005

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сюэ, Ю., Джонстон, П., и Бай, X. (2017). Влияние режима контакта катализатора и газовой атмосферы при каталитическом пиролизе пластиковых отходов. Energy Conv. Manag. 142, 441–451. DOI: 10.1016 / j.enconman.2017.03.071

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Йошиока, Т., Грауз, Г., Эгер, К., Камински, В., и Окуваки, А. (2004). Пиролиз полиэтилентерефталата в установке с псевдоожиженным слоем. Полим. Деграда. Stab. 86, 499–504. DOI: 10.1016 / j.polymdegradstab.2004.06.001

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Zeaiter, J. (2014).

Ответить

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *