พลาสติกชีวภาพ ไม่ได้แปลว่าย่อยง่าย ดีกว่าเดิมก็จริงแต่ต้องคิดไปให้ถึงปลายทาง

ย้อนกลับไปเมื่อประมาณ 150 ปีที่แล้ว พลาสติกแข็งรุ่นบุกเบิกเรียกกันว่า ‘เซลลูลอยด์’ (celluliod) ถูกคิดค้นด้วยเจตนาดี คือ ใช้ทดแทนงาช้างแอฟริกา ที่นำมาผลิตลูกบิลเลียดและคีย์เปียโน โดยนำเซลลูโลสของฝ้ายมาทำปฏิกิริยากับกรดบางชนิด

จากนั้นในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 มนุษย์จึงเริ่มผลิตพลาสติกสังเคราะห์ ‘เบเคอไลต์’ (bekelite) ด้วยสารสกัดจากน้ำมันดิน และพัฒนาต่อมาเป็นสารพัดพลาสติกที่แพร่หลายกันในปัจจุบัน ซึ่งใช้สารประกอบไฮโดรคาร์บอนจากการกลั่นปิโตรเลียมเป็นวัตถุดิบต้นทาง เรียกมันว่า ‘petro-based plastic’ โดยนำสารประกอบไฮโดรคาร์บอนโมเลกุลเดี่ยวที่เรียงตัวซ้ำๆ หรือโมโนเมอร์ (monomer) มาทำปฏิกริยาสังเคราะห์โพลิเมอร์ (polymerization) เพื่อให้โมโนเมอร์เรียงตัวต่อกันเป็นสายยาวหรือโพลิเมอร์ (polymer)

พลาสติกสังเคราะห์เหล่านี้มีคุณสมบัติโดดเด่นหลายประการ คือทั้งแข็งแรง ยืดหยุ่น เบา กันน้ำ ทนร้อน ทนการกัดกร่อนจากกรด ด่าง และสารเคมีหลายชนิด แถมยังผลิตชิ้นงานได้คราวละมากๆ ในเวลาอันสั้นและราคาถูก จึงทดแทนการใช้วัสดุธรรมชาติได้เกือบหมดและต่อยอดใช้ประโยชน์โน่นนั่นมากมาย ถือเป็นวัสดุพลิกโลกที่อำนวยความสะดวกนานัปการให้แก่พวกเราอย่างไม่มีสิ่งใดเทียบ

แต่แล้วความสะดวกของมนุษยชาติก็เดินทางมาถึงจุดที่ขยะพลาสติกในท้องทะเลมีจำนวนมากกว่าฝูงปลา กลายเป็นวิกฤติมลพิษขยะพลาสติกซึ่งคร่าชีวิตสัตว์ทะเลเคราะห์ร้ายนับไม่ถ้วนและกำลังสร้างความปั่นป่วนทางสิ่งแวดล้อม

หนึ่งในทางเลือกของการแก้ปัญหาที่ถูกหยิบขึ้นมาพูดถึงอยู่บ่อยครั้งก็คือ ‘พลาสติกชีวภาพ’

พลาสติกชีวภาพจะเป็นทางออกของปัญหาขยะได้จริงไหม?

ฟังชื่อก็ชวนให้รู้สึกกรีนไม่น้อย แต่จะเป็นมิตรกับโลกเพียงใด ช่วยบรรเทาปัญหาได้แค่ไหน ต้องเขยิบเข้ามาทำความรู้จักกันเสียก่อน

ตามนิยามสากล พลาสติกชีวภาพ (bioplastic) หมายถึงกลุ่มพลาสติกเจเนอเรชันใหม่ ซึ่งมีลักษณะทางชีวภาพตลอดช่วงวัฏจักรชีวิตอย่างน้อยหนึ่งในสองประการนี้

ลักษณะทางชีวภาพประการแรกอยู่ที่ ‘ต้นทาง’ คือ ใช้วัสดุจากธรรมชาติหรือชีวมวลหลากหลายประเภท ตั้งแต่น้ำตาลจากอ้อยหรือข้าวโพด แป้งจากมันสำปะหลัง โปรตีนจากถั่ว โปรตีนเคซีนจากนม เซลลูโลสจากพืช ฯลฯ เป็นวัตถุดิบในการผลิต ซึ่งอาจมีไฮโดรคาร์บอนจากการกลั่นปิโตรเลียมเป็นส่วนประกอบด้วยหรือใช้วัสดุจากธรรมชาติทั้งร้อยเปอร์เซ็นต์ก็ได้ เรียกรวมๆ ว่า ‘พลาสติกฐานชีวภาพ’ (bio-based plastic)

ตัวอย่างของพลาสติกกลุ่มนี้ได้แก่ Bio-PET ซึ่งส่วนประกอบร้อยละ 30-35 เป็นเอธานอลหมักจากชีวมวล เช่น อ้อย ฟางข้าว กากน้ำตาล และมีคุณสมบัติเหมือนขวด PET จึงถูกใช้ผลิตขวดบรรจุเครื่องดื่ม น้ำดื่ม น้ำอัดลม โดยได้รับความนิยมมากในอเมริกาและยุโรป

ลักษณะทางชีวภาพประการที่สองอยู่ที่ปลายทาง คือต้องสามารถย่อยสลายได้ทางชีวภาพ

ขณะที่พลาสติกแบบดั้งเดิมที่ใช้กันอยู่นั้นทนทานต่อการย่อยสลายโดยจุลินทรีย์ในธรรมชาติ มันจึงคงสภาพเดิมอยู่นานหลายสิบปีหรือหลายร้อยปีกว่าจะเสื่อมสภาพหรือแตกตัวเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อย โดยไม่มีทางย่อยสลายได้เหมือนซากพืชซากสัตว์ที่ค่อยๆ เปลี่ยนรูปจนสูญสลายไปจากสิ่งแวดล้อม

พลาสติกชีวภาพ (bioplastic) หมายถึงกลุ่มพลาสติกเจเนอเรชันใหม่ ซึ่งมีลักษณะทางชีวภาพที่ต้นทางหรือปลายทาง

แต่ ‘พลาสติกย่อยสลายได้ทางชีวภาพ’ (biodegradable plastic) มีโครงสร้างโมเลกุลเอื้อต่อการทำงานของเอนไซม์ของจุลินทรีย์ในธรรมชาติ จึงสามารถย่อยสลายอย่างสมบูรณ์โดยเปลี่ยนรูปเป็นน้ำ คาร์บอนไดออกไซด์ มีเทน และชีวมวล ภายใต้ความชื้น อุณหภูมิ และปริมาณออกซิเจนที่เหมาะสม

ตัวอย่างของพลาสติกกลุ่มนี้ได้แก่ PVA หรือโพลิไวนิลแอลกอฮอล์ (Polyvinyl alcohol) ซึ่งละลายน้ำได้ดีและใช้ทำแผ่นฟิล์มใสเคลือบกระดาษ แต่เมื่อผ่านปฏิกิริยาเคมีเพื่อเปลี่ยนคุณสมบัติให้มันไม่ละลายน้ำแล้ว มักใช้ในอุตสาหกรรมสิ่งทอเพื่อทดแทนเส้นใยฝ้าย

พลาสติกชีวภาพย่อยสลายได้อย่างไร?

หลายคนอาจเข้าใจคลาดเคลื่อนว่า พลาสติกฐานชีวภาพจะย่อยสลายได้ง่าย แต่ในความเป็นจริงบรรดาพลาสติกที่มีส่วนประกอบของชีวมวลไม่จำเป็นต้องย่อยสลายได้ทางชีวภาพ อย่าง Bio-PET นั่นก็มีอายุยืนยาวพอๆ กับพลาสติก PET ที่เป็นพลาสติกฐานปิโตรเลียมเลย ขณะเดียวกัน สารพันพลาสติกย่อยสลายได้ทางชีวภาพก็ไม่จำเป็นต้องใช้ชีวมวลเป็นวัตถุดิบต้นทางการผลิตเช่นกัน

กระนั้นก็ยังมีพลาสติกชีวภาพบางชนิดที่ควบรวมลักษณะทางชีวภาพสองประการนี้ไว้ คือทั้งมีส่วนประกอบของชีวมวลด้วยและสามารถย่อยสลายได้ทางชีวภาพด้วย เช่น

PLA หรือ โพลิแลกติกแอซิด (polylactic acid) ซึ่งนำพืชที่มีแป้งหรือน้ำตาลเป็นองค์ประกอบหลักมาผ่านกระบวนการหมักด้วยจุลินทรีย์ให้ได้กรดแลกติก แล้วจึงนำกรดแลกติกนั้นมาทำปฏิกิริยาสังเคราะห์โพลิเมอร์ ได้เป็นพลาสติกใสที่ถ่ายเทความร้อนและความชื้นได้ดี ทนความร้อนได้ 60-120 องศาเซลเซียส เหมาะกับการฉีด อัด เป่าขึ้นรูป และผลิตเส้นใย จึงถูกนำมาใช้ในงานสิ่งทอ

ด้วยเหตุที่ PLA สามารถเข้ากับเนื้อเยื่อในร่างกายได้ดี จึงเหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับผลิตไหมเย็บแผล ชิ้นส่วนหรืออุปกรณ์ที่ต้องฝังในกระดูกหรือเนื้อเยื่อ และงานด้านการแพทย์อื่นๆ ทั้งยังมีคุณสมบัติใกล้เคียงกับพลาสติกพอลิสไตลีน (Polystyrene) และ PET จึงถูกใช้ในการผลิตบรรจุภัณฑ์อาหารและเครื่องดื่มด้วย

แต่ก็ไม่ง่ายนัก ที่พลาสติกชีวภาพจะย่อยสลายได้

ว่าแต่…พลาสติกชีวภาพจะเป็นทางออกของขยะพลาสติกได้จริงหรือ

ต้นเหตุของปัญหานี้อยู่ที่ความทนทานคงสภาพของพลาสติกและปริมาณมหาศาลของขยะกลุ่มบรรจุภัณฑ์พลาสติก อุปกรณ์กินดื่มใช้ครั้งเดียวทิ้ง รวมถึงอุปกรณ์ประมงอย่างอวน เชือก เอ็น ที่มักไหลไปรวมอยู่ในทะเล และทำให้วาฬ ปลา เต่าทะเล นกทะเล ฯลฯ ได้รับบาดเจ็บหรือตาย

พวกพลาสติกฐานชีวภาพซึ่งเน้นใช้วัตถุดิบธรรมชาติทดแทนไฮโดรคาร์บอนจากปิโตรเลียม แม้มีข้อดีเรื่องการลดใช้พลังงานและลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกในขั้นตอนการผลิต แต่ไม่แก้ปัญหาเรื่องการย่อยสลาย กลุ่มพลาสติกที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพน่าจะตอบโจทย์ได้เข้าเป้ามากกว่า แต่ก็ยังมีประเด็นที่ต้องคำนึงถึงอีกบางประการ

ขยะพลาสติกย่อยสลายได้ทางชีวภาพแต่ละชนิดต้องการการจัดการไม่เหมือนกัน และไม่ควรทิ้งรวมกับขยะพลาสติกแบบดั้งเดิม

ประการแรกคือ พลาสติกย่อยสลายได้ทางชีวภาพทุกชนิดไม่ได้ย่อยสลายอย่างรวดเร็วเมื่ออยู่ในสภาพแวดล้อมทั่วไปเหมือนเปลือกกล้วยหรือเศษผักผลไม้ แต่มันต้องการปัจจัยแวดล้อมที่เหมาะสมแตกต่างกันเพื่อไปถึงการย่อยสลายอย่างสมบูรณ์

บ้างต้องใช้ระบบหมักแบบอุตสาหกรรมที่มีอุณหภูมิประมาณ 55-60 องศาเซลเซียสเท่านั้น บ้างสามารถใช้ระบบหมักในครัวเรือนที่อุณหภูมิต่ำกว่า บ้างย่อยสลายได้ด้วยจุลินทรีย์ในธรรมชาติ หากปัจจัยแวดล้อมไม่เหมาะสม ระยะเวลาการย่อยสลายก็จะยิ่งยืดยาวออกไป

สรุปง่ายๆ ขยะพลาสติกย่อยสลายได้ทางชีวภาพแต่ละชนิดต้องการการจัดการไม่เหมือนกัน และไม่ควรทิ้งรวมกับขยะพลาสติกแบบดั้งเดิม

ประการถัดมา ผู้บริโภคไม่สามารถแยกความแตกต่างระหว่างพลาสติกย่อยสลายได้ทางชีวภาพกับพลาสติกดั้งเดิมด้วยการสังเกตหรือสัมผัส ดังนั้นบรรจุภัณฑ์ อุปกรณ์กินดื่ม หรือของใช้ครั้งเดียวทิ้งที่ผลิตจากพลาสติกย่อยสลายได้ทางชีวภาพจึงต้องมีโลโก้หรือสกรีนข้อความเพื่อบ่งบอกตัวเอง และควรระบุวิธีจัดการที่เหมาะสมเมื่อมันกลายเป็นขยะด้วย ซึ่งเป็นเรื่องที่ต้องให้ความรู้ความเข้าใจกับประชาชนอีกขนานใหญ่

ไม่ปรากฏข้อมูลว่า ปัจจุบันบ้านเราใช้พลาสติกย่อยสลายได้ทางชีวภาพกับบรรจุภัณฑ์หรืออุปกรณ์กินดื่มอายุสั้นในสัดส่วนเท่าไหร่ น่าจะยังน้อยนิด หากจะหันมาใช้งานพลาสติกย่อยสลายได้ทางชีวภาพกันอย่างจริงจังขึ้นตามแนวโน้มของโลก รัฐบาลคงต้องคิดไปข้างหน้าถึงการกำหนดระบบแยกขยะให้ชัดเจนและเป็นรูปธรรมกว่านี้ รวมถึงวางแผนสร้างโรงงานหมักไว้รองรับขยะพลาสติกย่อยสลายได้ทางชีวภาพด้วย

เทคโนโลยีการผลิตพลาสติกย่อยสลายได้ทางชีวภาพคงไม่หยุดเท่านี้ มันคงพัฒนาไปเรื่อยๆ จนแก้โจทย์ขยะพลาสติกได้อย่างแท้จริง ระหว่างที่ยังไม่มีทางออกสำเร็จรูป ผู้บริโภคอย่างเราๆ อย่าอยู่เฉย แต่ควรช่วยกันคนละไม้ละมือ ลดสร้างขยะพลาสติกโดยเลือกใช้อุปกรณ์ที่สามารถล้างทำความสะอาดและใช้งานซ้ำได้ หรือใช้วัสดุอื่นที่ย่อยสลายได้แทนการใช้พลาสติก เพราะวิกฤตขยะพลาสติกมันรอไม่ได้แล้ว