dofinansowanie

Strona główna» Akademia naukowa» 4. Degradacja tworzyw sztucznych – czy foliowa torebka biodegradowalna to...

4. Degradacja tworzyw sztucznych – czy foliowa torebka biodegradowalna to wybór przyjazny środowisku?

Degradacja tworzyw sztucznych – czy foliowa torebka biodegradowalna to wybór przyjazny środowisku?


Agata Bartosiewicz
Absolwentka ochrony środowiska Uniwersytetu Jagiellońskiego
Pracownik Fundacji Aktywnej Edukacji - www.aktywnaedukacja.org.pl
e-mail: a.bartosiewicz1@gmail.com

Marta Tarabuła-Fiertak
Pracownik Instytutu Nauk o Środowisku Uniwersytetu Jagiellońskiego
 Prezes Fundacji Aktywnej Edukacji – www.aktywnaedukacja.org.pl
 e-mail: m.tarabula@gmail.com

Polimery syntetyczne i chemicznie modyfikowane polimery naturalne, nazywane tworzywami sztucznymi, zaczęto wytwarzać w połowie XIX wieku. Od tego czasu ich globalna produkcja stale wzrasta. W 2010 osiągnęła ona 265 mln ton. W Polsce roczna produkcja tworzyw sztucznych w 2010 roku wyniosła prawie 2,5 mln ton. Dynamiczny wzrost produkcji „plastików” związany jest z ich atrakcyjną ceną, niską masą, wysoką wytrzymałością, nieprzepuszczalnością dla gazów i wody, przeźroczystością oraz możliwością barwienia i nadrukowywania. Wszystkie te zalety czynią z tworzyw sztucznych materiał nie do zastąpienia, obecny niemal we wszystkich sferach naszego życia. Wśród wytwarzanych w skali globalnej tworzyw sztucznych dominującym segmentem są materiały opakowaniowe (ok. 38% produkcji w 2008 r.), w tym foliowe reklamówki używane do pakowania zakupów. Z rosnącym zużyciem „plastików” wiąże się wzrastająca ilość odpadów z tworzyw sztucznych. Zalety użytkowe tworzyw sztucznych, takie jak trwałość i odporność na czynniki środowiskowe, stają się wadą po wykorzystaniu, czyniąc z nich jedną z najbardziej kłopotliwych kategorii odpadów. W produkcji opakowań dominują poliolefiny, syntetyczne polimery zawierające tylko węgiel i wodór, takie jak polietylen i polipropylen. Większość z nich po wykorzystaniu trafia na składowiska odpadów, gdzie jako materiał prawie niedegradowalny, oporny na działanie czynników środowiskowych, może zalegać przez setki lat. Szacuje się, że z masy rocznie powstałych zużytych opakowań z tworzyw sztucznych, która wynosi dla Polski około 276 tys. ton, tylko 15% jest przetwarzana ponownie lub spalana z odzyskiem energii, a ponad 80% trafia na składowiska. W samej Warszawie, dziennie, jej mieszkańcy zużywają około 1,8 mln torebek foliowych. Większość z nich trafia na składowiska.

 

Degradacja tworzyw sztucznych

Problem rosnącej ilości odpadów opakowaniowych z tworzyw sztucznych spowodował rozwój badań w kierunku wytwarzania polimerów ulegających szybkiej degradacji po okresie użytkowania. Istnieje wiele sposobów prowadzących do zwiększenia degradowalności łańcucha polimeru, który może ulegać hydrolizie, utlenianiu, termo- lub fotodegradacji. Część polimerów jest podatna na biodegradację, podczas której pod wpływem działania mikroorganizmów następuje rozkład na biomasę z wydzieleniem gazów, takich jak dwutlenek węgla, metan, amoniak, przy czym większość polimerów syntetycznych nie jest biodegradowalna. Materiały polimerowe ulegające biodegradacji, takie jak:

  • Polihydroksymaślan (PHB) – produkowany przez mikroorganizmy,

  • Poliaktyd (PLA) – produkowany na drodze syntezy monomerów pochodzenia roślinnego,

  • Polikaprolakton (PCL) – wytwarzany z surowców petrochemicznych,

początkowo były głównie wykorzystywane w przemyśle medycznym, a wprowadzenie ich do powszechnego użytku ograniczały wysokie koszty produkcji. Obecnie, wraz z rozwojem nowych technologii, znajdują one szersze zastosowanie. PLA stosuje się w produkcji folii ogrodniczych, biodegradowalnych doniczek, worków na śmieci, toreb, siatek na owoce i warzywa, jednorazowych talerzy, kubków i sztućców. Z PHB wytwarza się opakowania na szampony i kosmetyki. Kolejnym przykładem materiału polimerowego wykorzystywanego do wyrobu opakowań (folie, torby na zakupy, artykuły jednorazowego użytku) jest skrobia termoplastyczna (TPS).

Inną grupą degradowalnych polimerów, wykorzystywanych do produkcji opakowań z tworzyw sztucznych, są plastiki syntetyczne z dodatkami przyspieszającymi ich degradację. Dodatki te, w postaci soli lub kompleksów metali przejściowych, zwane pro-degradantami, katalizują procesy utleniania polimeru prowadząc do zmniejszenia ciężaru cząsteczkowego i dodatkowo tworzą na powierzchni materiału grupy hydrofilowe inicjujące procesy biodegradacji. Jednym z nich jest d2w (degradable to water), w Polsce, dystrybuowany przez Ecoplastic Polska, a produkowany przez brytyjską firmę Symphony Environmental Ltd. Według producenta, tworzywa opakowaniowe z dodatkiem d2w, zwane tworzywami oksy-biodegradowalnymi, posiadają takie same cechy użytkowe jak tworzywa tradycyjne, ich cena jest wyższa o około 10 - 12%, a rozkład może być zaprogramowany w procesie produkcji i trwa od 60 dni do 5 lat. Dodatkową zaletą jest fakt, że tworzywa oksy-biodegradowalne ulegają rozkładowi na składowisku odpadów, nawet pod warstwą gruntu, pod warunkiem, że zapoczątkowany został proces utleniania. W krajach europejskich, do niedawna, brak było norm odnoszących się do oksy-biodegradacji. W związku z tym stosowano zapisy amerykańskiego systemu ASTM (norma ASTM D6954-04 według standardów American Society for Testing and Materials). W 2011 roku, British Standard Institute wydał długo oczekiwaną normę dotycząca oksy-biodegradacji - BS8472. Do tego momentu wysuwano zarzuty, że tworzywo nie może być opisane jako biodegradowalne, chyba że jest ono zgodne z normą EN13432 (dotyczy ona tworzyw biodegradowalnych, czyli kompostowalnych i wyznacza limit czasowy dla degradacji długości 180 dni, więc tworzywa oksy-biodegradowalne nie mogły być objęte tą normą). Poprzez wprowadzenie BS8472 problem kolizji nazewnictwa został ostatecznie rozwiązany. Innym pro-degradantem, wprowadzanym przez kanadyjską firmę EPI Environmental Plastics Inc., jest TDPA (totally degradable plastics additives).

 

Foliowe torby handlowe

Foliowe torby handlowe, używane do pakowania zakupów, produkowane są głównie z cienkiej folii PE-HD (polietylen dużej gęstości) lub z grubszych folii PE-LD (polietylen niskiej gęstości). Torby takie są przeważnie używane jednokrotnie, lub co najwyżej kilkukrotnie, w przypadku toreb z PE-LD, i wyrzucane. Niektórzy producenci toreb polietylenowych, chcąc zachęcić konsumentów do zakupu ich wyrobów, stosują na foliówkach „zielone” znaki lub hasła budzące skojarzenia ekologiczne (np. zielone drzewko, czy hasło: „razem zadbajmy o środowisko”). Często jest to nieuczciwa reklama, mogąca wprowadzić w błąd klienta, który z czystym sumieniem kupuje takie torby wierząc, że przyczynia się do ochrony środowiska. Torby wykonane z polietylenu, bez pozostałości pakowanych produktów, są przydatne do recyklingu materiałowego i mogą być powtórnie przetworzone do granulatu poprzez etapy, takie jak rozdrabnianie, mycie, suszenie, prasowanie, wytłaczanie i rozdrabnianie. Jednak warunkiem koniecznym jest tutaj odpowiednia segregacja odpadów. Innym rodzajem toreb z folii polietylenowych, są torby wielokrotnego stosowania z tkaniny polipropylenowej – stosuje je np. IKEA lub firma Gam z Torunia, która również na swoim wyrobie umieszcza znak drzewka, mający jedynie wywoływać ekologiczne skojarzenia.

Kolejną grupę foliowych toreb handlowych stanowią, reklamowane jako „torby przyjazne środowisku”, foliówki oksy-biodegradowalne i biodegradowalne. Torby oksy- biodegradowalne oznaczone są symbolem zielonej kropli lub posiadają informację słowną o dodatku pro-degradantu i oferowane są przez sieci, takie jak Tesco lub Lewiatan. Torby biodegradowalne są oznaczone znakiem "seedling" (sadzonka, kompostowalny) – jest to znak certyfikowany związany z normą EN 13432 i są oferowane np. przez sieć Carrefour. Pierwsze z nich wytwarzane są z polimerów syntetycznych z dodatkiem wspomnianych powyżej d2w lub TDPA, natomiast torby biodegradowalne (kompostowalne) są najczęściej wykonane z biopolimerów - zmodyfikowanej skrobi kukurydzianej, pszenicznej lub ziemniaczanej. Rozkład toreb biodegradowalnych następuje w warunkach kompostowni. Warunkiem prawidłowego zagospodarowania odpadów z toreb biodegradowalnych jest więc ich segregacja i przekazanie do odpowiedniego zakładu utylizacji. Brak rozpowszechnionych systemów segregacji odpadów organicznych oraz brak zainteresowania ze strony kompostowni przyjmowaniem odpadów, innych niż organiczne, powoduje włączenie siatek kompostowalnych do strumienia odpadów trafiających na składowiska. Dodatkowo biodegradacja posiada ukryte koszty: biologiczny rozkład polimeru biodegradowalnego powoduje emisję dwutlenku węgla i metanu (gazów cieplarnianych), a ograniczenie efektu cieplarnianego stało się obecnie ważnym celem międzynarodowych działań. Po drugie, do wytworzenia polimerów z roślin potrzebna jest energia pozyskiwana z paliw kopalnych, a niezbędny nakład energetyczny jest większy niż przypuszczano np. do wytworzenia 1 kg PLA potrzebne jest 56 MJ energii, natomiast do wytworzenia 1 kg polietylenu potrzeba 29 MJ energii.

Producenci toreb oksy-biodegradowalnych reklamują swoją technologię jako bezpieczną dla środowiska, umożliwiającą całkowite wyeliminowanie zagrożenia związanego z długoletnim rozpadem odpadów z folii i, co za tym idzie, zmniejszeniem powierzchni potrzebnej do ich składowania. Dodatkowo podkreślają możliwość wykorzystania tworzyw z dodatkiem pro-degradantów w procesie recyklingu. Wątpliwości dotyczące wykorzystania oksy-biodegradacji związane są z wynikami badań, potwierdzającymi pogorszenie jakości recyrkulatów zawierających polimery z dodatkiem pro-degradantu. Ponadto wskazuje się na możliwość niepełnej degradacji, która może prowadzić do rozproszenia polimeru w środowisku w postaci pyłu.

Część głosów krytycznych w stosunku do toreb biodegradowalnych i oksy-biodegradowalnych wysuwana jest przez konkurencyjne środowiska producenckie, walczące o udziały w rynku tworzyw opakowaniowych. Biorąc jednak pod uwagę aspekty środowiskowe oraz obecny system zagospodarowania odpadów w Polsce, wydaje się, że oksy-biodegradowalne poliolefiny mogą być perspektywicznym materiałem opakowaniowym o dobrych właściwościach przetwórczych, szerokim zakresie zastosowań i o wysokiej zdolności do rozkładu w warunkach naturalnych. Odpowiadając na pytanie postawione w tytule - foliowa torebka biodegradowalna może być wyborem przyjaznym środowisku, pod warunkiem, że zostanie w odpowiedni sposób zutylizowana, czyli poddana kompostowaniu w odpowiednich warunkach.

 

Literatura:

1. PLASTICSEUROPE, 2011, Plastics - the Facts 2011

2. GŁÓWNY URZĄD STATYSTYCZNY, Produkcja wyrobów przemysłowych w 2010 r.

3. MUCHA M., 2002, Polimery a ekologia, Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej, Łódź

4. MUCHA M., 2008, Ekspertyza w sprawie zastosowania polimerów do produkcji opakowań [www.plastech.pl]

5. RYSZKOWSKA J., SAŁASIŃSKA K., 2010, Kompozyty z folii oksybiodegradowalnej z recyklingu napełniane drewnem. Polimery, 55 (10): 740-47

 

6. HERMAN B., BICZAK R., RYCHTER P., KOWALCZUK M., 2010, Degradacja wybranych syntetycznych poliestrów w warunkach kompostowania przemysłowego: Wpływ na właściwości kompostu i fitotoksyczność. Proceedings of ECOpole, 1: 133-140

7. BOBEK B., SMYŁŁA A., RYCHTER  P., BICZAK R., KOWALCZUK M., 2009, Degradacja wybranych poliestrów w glebie z udziałem mikroorganizmów. Proceedings of ECOpole, 1: 51-57

 

8. NOWAK B., PAJĄK J., 2010, Biodegradacja polilaktydu (PLA). Archiwum Gospodarki Odpadami i Ochrony Środowiska, 12 (2): 1-10

9. NOWAK Ł., 2007, Opakowania foliowe i plastikowe – (nie)złe opakowania, materiały Podkarpackiego Centrum Opakowań

10. GIERUCKI Ł, 2008, Opakowania foliowe - czy na pewno koniec? D2W - ekologiczne opakowania przyszłości, materiały Podkarpackiego Centrum Opakowań

11. ŻAKOWSKA H., 2007, Ekologiczne torby handlowe? Opakowanie, 11: 16-21

 

12. ŁABNO E., Torby biodegradowalne a degradowalne [www.eko.radzionkow.pl]

 

Strony internetowe:

1. Portal Tworzywa.com.pl [http://tworzywa.com.pl/]

2. Ecoplastic Technologies [http://www.ecoplastic.pl/]

3. Instytut Chemii Przemysłowej im. prof. I. Mościckiego [http://www.ichp.pl/]

4. American Society for Testing and Materials [http://www.astm.org/]

5. Plastech – plastics & packaging vortal [http://www.plastech.pl/]

       

 

Ekopsychologia

Epoka odpadowa - ranking

  1. asiek - 205405 pkt.
  2. lek - 67454 pkt.
  3. kkerek - 58078 pkt.
  4. mand - 13827 pkt.
  5. jooker13 - 12912 pkt.
  6. wujek51 - 6530 pkt.
  7. brylka - 5491 pkt.
  8. rega98 - 3643 pkt.
  9. madzialena - 1071 pkt.
  10. JustBxrt - 161 pkt.