Що утворюється під час розкладання пластику

0 Comments

Що таке біорозкладний пластик? За яких умов пакети з нього розкладаються? Чи можна його викидати у звичайний смітник?

Біорозкладним називають пластик, що розкладається живими організмами на воду, біомасу та гази, як-от вуглекислий газ або метан, за відносно короткий проміжок часу (зазвичай від кількох тижнів до одного року). Це значно швидше, ніж розкладання класичного пластику на основі поліолефінів, яке триває від десятків до сотень років. У цьому полягає одна з основних переваг пакетів із біорозкладного пластику, у порівнянні зі звичайними одноразовими пластиковими пакетами, яких викидається велика кількість. А ще, пакети зі звичайного пластику є дуже легкими, через що їх важко переробляти. Тому біорозкладні пакети вважаються найкращою альтернативою поліетиленовим. Проте варто мати на увазі, що термін “біорозкладний” часто використовується некоректно з маркетинговою метою. Розберемося, які саме пакети є біорозкладними.

Мабуть, найвідомішим типом біорозкладного пластику є пластик на основі рослинної сировини. Його можуть виготовляти, наприклад, з целюлози чи лігніну, але найчастіше використовують кукурудзяний крохмаль. Це природний полімер, який є дуже крихким і добре розчиняється у воді, тому для покращення механічних та інших властивостей його хімічно модифікують або змішують з іншими біорозкладними компонентами, приміром, із полілактидною кислотою, яку теж отримують з рослинної сировини.

Існують також біорозкладні полімери, які отримують з мінеральної сировини, тобто з нафтопродуктів. Таким є і PBAT (полібутилен адіпат терефталат). Він має властивості, близькі до поліетилену низької щільності, і є повністю біорозкладним. Його, як правило, теж компонують з полілактидною кислотою.

Матеріали на основі рослинної сировини в англомовній літературі називають bio-based plastic, іноді ще можна зустріти термін біопластик. Але такий матеріал не обов’язково є біорозкладним. Наприклад, поліетилен можна виробляти з біоетанолу (спирт, отриманий ферментацією рослинної сировини). Пакети з такого біопластику матимуть всі ті ж властивості, що і звичайні, зокрема розкладатимуться сотні років. Тому важливо розуміти, що здатність до біорозкладання залежить від будови полімеру, а не від сировини для виготовлення його мономерів.

Як відбувається розкладання пластику та що таке оксо-розкладний пластик?

Взагалі, будь-який пластик розкладається у навколишньому середовищі, це лише питання часу. Під дією енергії сонячного світла, механічної дії або нагрівання відбувається руйнування хімічних зв’язків у полімері, і таким чином довгий полімер подрібнюється на менші за розміром молекули. Для пришвидшення процесу до пластику на основі поліолефінів додають каталізатори (як правило сполуки металів). Такий пластик називають оксо-розкладним.

Оксо-розкладний пластик дійсно швидше фрагментується у навколишньому середовищі під дією ультрафіолетового випромінювання та/або нагрівання. Зрештою пластик перетворюється на мікропластик (пластикові частинки, розміром менш як 5 міліметрів), який може потрапити у харчовий ланцюг тварин та людей. Чим це загрожує, ви можете прочитати у нашому окремому матеріалі про мікропластик. Теоретично, оксо-розкладання може слугувати попередньою обробкою перед біодеградацією, оскільки подрібнені молекули пластику мають більше шансів пройти через клітинну мембрану мікроорганізмів. До того ж під дією атмосферного кисню в місцях розриву зв’язку утворюються полярні групи, що збільшує розчинність молекул у воді. Але, на жаль, експериментально довести, що такий пластик біорозкладається за прийнятний проміжок часу — не вдається.

Цікаво, що виробники звичайного пластику, навпаки, додають до нього антиоксиданти, які уповільнюють процес розкладання, для збільшення довговічності матеріалу. Утім, це не вберігає його від механічної фрагментації на мікропластик.

Біорозкладання залежить від багатьох факторів середовища, зокрема температури, вологості, наявності мікроорганізмів та інших, прослідкувати за якими буває важко. Тому існують промислові компостери, які працюють за добре контрольованих умов, сприяючи оптимальному розкладанню пластику. Ці умови дещо відрізняються від атмосферних, насамперед високою температурою та підвищеним вмістом кисню. Сертифікація біорозкладного пластику для утилізації у промисловому компостері відбувається на основі загальноєвропейського стандарту (який до речі адаптований і в Україні), проте у деяких країнах Європи вже можна сертифікувати і такий, що розкладається у домашньому компостері або навіть за звичайних умов у воді або ґрунті. Відповідно, на пакетах можна зустріти позначки: OK Compost (для промислового компостування), OK Compost HOME (придатний для домашнього компостування), OK Biodegradable (warer/soil/marine; розкладається у воді або ґрунті).

Тож пластик, призначений для промислового перероблення, може не розкладатися повністю у домашньому компостері, а тим паче у природних умовах. І на це варто звертати увагу при утилізації сміття.

А що, якщо просто викинути біорозкладні пакети у звичайний смітник?

Якщо сміття вивозять на звалище, то біорозкладні пакети там розкладуться лише частково, оскільки не буде дотримано відповідних умов по температурі, вологості, кисню, світлу та бактеріям. Якщо ж сміття спалюють, то пакети скоріш за все згорять без залишку, але горять вони так само, як і поліетиленові — майже повністю перетворюються на вуглекислий газ. Однак, при неконтрольованому спаленні температура може бути занизькою, і обидва види пластику утворюватимуть шкідливі продукти неповного згоряння: чадний газ, важкі вуглеводні, серед яких є канцерогени, та дрібнодисперсні тверді часточки, які можуть ставати причиною захворювань дихальних шляхів та серцево-судинних хвороб.

Тож якщо у вас немає домашнього або промислового компостера поруч (а в Україні перший промисловий компостер з’явився лише у 2020 році), краще обирати багаторазові торбинки замість будь-яких пластикових пакетів.

Чим небезпечний пластик для довкілля?

Чи ви коли-небудь задумувались, скільки пластику ми використовуємо у повсякденному житті? Ще 60 років тому наші батьки та дідусі обходились без нього, проте сьогодні важко уявити свій побут без пластикових виробів, адже половина з того, чим ми користуємося щодня, виготовлено із пластмаси.

Об’єм виробництва пластикових відходів становить близько 9 млрд тон на рік, і ця цифра збільшується з кожним роком. З них переробляється менше 10%, приблизно стільки ж спалюється, решта потрапляє в навколишнє середовище. Основним «депо» пластикових відходів є Світовий океан – існують цілі сміттєві острови в Атлантичному, Тихому та Індійському океанах. Через кругообіг течій в Тихому океані сформувалась Велика сміттєва пляма, розмір якої перевищує площу України. Дрейфуючи, пластикові відходи потрапляють у найвіддаленіші куточки планети. Нещодавно було встановлено, що сміття може тонути через склеювання з органічними речовинами – поліетиленові пакети можна знайти навіть на дні Маріанської западини [1].

Пластикові відходи, які було виявлено у відкритому океані

Забруднення довкілля пластиком не лише має негативний вплив на природні умови, а і шкодить економіці – туристична і рибальська сфери несуть значні збитки, а будівництво очисних споруд та розробка способів переробки пластику потребують значних фінансових вкладень.

Внаслідок цього багато країн обмежують виробництво пластикової продукції (на сьогодні це більше 60 держав). У 2018 році жителі Нової Зеландії підписали петицію про заборону поліетиленових пакетів, пластикові трубочки заборонені на Гаваях та деяких штатах США. З 2021 року у всій Європі буде заборонено виробництво та використання одноразових стаканчиків, тарілок, трубочок. Проблемою пластикових відходів збентежені і на сході – у Індії, Кореї, Шрі-Ланці активно приймають закони, які обмежують обіг одноразового посуду. Виробництво поліетиленових виробів карається тюремним строком навіть в Африці [2].

Що є причиною такої активної боротьби з виробництвом пластику? Що робить одноразові стакани такими небезпечними? Відповідь на ці запитання – особливості його розкладання.

Скільки часу розкладається пластик?

У середньому період розкладу пластику становить від 80 до 600 років. Стаканчик для кави розкладається близько 50 років, пакети та трубочки – 100-200 років, пластикові пляшки – до 200. Пляшки з маркуванням РЕТ (наприклад, з-під молока) – до 100 років. Окрім тривалого часу розпаду, різні види пластику містять токсичні сполуки, які вивільняються в навколишнє середовище. Насьогодні “Спілкою пластикової промисловості” (SPI) сформовано список 7 основних типів пластмас залежно від особливостей переробки.

Поліетилен терефталат, PET або ПЕТ. Даний тип пластику здатний випаровуватись під дією прямих сонячних променів та високої температури, виділяючи у середовище (повітря, воду, ґрунт) токсичні та канцерогенні сполуки.

Поліетилен високої щільності, PEHD (HDPE). З нього виготовляють пляшки, іграшки, тару для продуктів, харчову плівку та багато іншого. Практично не розкладається (період розпаду більше 1000 років), проте ефективно переробляється при правильному сортуванні.

Полівінілхлорид, PVC або ПВХ. Один із перших різновидів пластику – з нього виробляють меблі, штучну шкіру, кабелі, пляшки для рослинних олій тощо. Це один з найбільш токсичних видів пластику, оскільки уже через 10 років з нього виділяються хлорвмісні токсичні сполуки.

Поліетилен низької щільності, PELD (LDPE). Саме з нього виготовляється більшість пакетів, він є основою підгузків та прокладок. Розкладається близько 500 років.

Поліпропілен, PP або ПП – основа пластикових кришечок, харчових лотків, стаканчиків, упаковки для круп, цукерок (характерна ознака – шурхотіння). У ґрунті чистий поліпропілен розкладаєтеся повністю за 20-30 років, проте цей період залежить від домішок і може супроводжуватись виділенням токсичних альдегідів.

Полістирол, PS або ПС – так маркується практично весь одноразовий посуд. Даний вид пластику є основним забруднювачем океанів. Донедавна вважалось, що він має тривалий період розкладання (більше 1000 років), проте останні дослідження встановили, що під дією сонячних променів полістирен розчиняється у воді за 100-300 років [3].

Інше або оther. До цієї категорії належать багатошарові упаковки, для яких важко визначити період розкладання.

Чому пластик розкладається так довго?

Секрет довговічності пластику – в особливостях його виробництва: більшість пластмас створюється полімеризацією сполук, отриманих з природного газу, вугілля та нафти. Для надання бажаних характеристик до матеріалу додають домішки – кислоти, луги, горючі сполуки, барвники тощо.

Звичайно, з часом пластикові вироби зношуються: пакети після кількох використань рвуться, пластикові пляшки вгинаються, меблі та одноразовий посуд стають крихкими і легко ламаються. Проте навіть після перетворення на порошок – мікропластик, до якого відносять також глітери, наповнювачі зубних паст, побутової хімії, – матеріал зберігає свою структуру [4].

Звичайна пляшка перетворена у мікропластик є більш небезпечною

Однією з причин тривалої деградації пластику є відсутність природних «перероблювачів» – якщо органічні рештки слугують їжею для бактерій, то синтетичні сполуки розкладаються лише механічно (через перетирання, розриви), хімічно (через взаємодію із активними компонентами, хоча більшість пластмасових виробів доволі інертні), термічно (згорання, випаровування) та завдяки ультрафіолетовому випромінюванню. Процес розпаду будь-яких речовин без участі живих організмів є тривалим (недарма стерилізовані продукти харчування довго зберігають свої смакові та поживні якості) [5]. Пластмаси складаються з дуже великих молекул із міцними зв’язками, тому практично жодна жива істота не здатна їх засвоїти. Втім, зараз вчені працюють над створенням штамів мікроорганізмів, які б мали відповідні ферменти і були здатні зменшити кількість пластику в довкіллі.

Вплив пластику на природне середовище

Пластикове забруднення у всіх формах є шкідливим для природи і живих організмів. По-перше, з нього виділяються токсичні речовини, які спричиняють загибель рослин і тварин як на суші, так і у воді, є причиною багатьох хвороб людей. По-друге, заповнюючи простір, пластмасові відходи знищують цілі екосистеми, особливо поблизу річок та у океанах. По-третє, шкідливим є і виробництво пластмас, для якого також використовуються різні отруйні та небезпечні речовини. Незалежно від описаного вище маркування, лише невеликий відсоток пластмасових виробів є безпечним для довкілля. Навіть так званий «еко-пластик», який розкладається за 1-2 роки, виділяє в навколишнє середовище парникові гази.

Які існують небезпеки забруднення пластиком?

Океан

Подорожуючи Китаєм та Індією, практично всі мандрівники відзначають чимале накопичення сміття, в тому числі пластикового, у великих річках, на пляжах. Зрозуміло, що з часом вся ця маса потрапить в океан і буде повільно дрейфувати або осяде на дно на найближчу тисячу років. Сміттєві плями утруднюють доступ до кисню морським тваринам, заважають планктону та водоростям вловлювати сонячне світло та продукувати розчинений у воді кисень, а без них зменшується кількість риб, що впливає на всю океанічну екосистему. Отруйні речовини та продукти розпаду, які виділяються з тих же пластикових пляшок, вбивають морських та річкових мешканців. В інтернеті можна побачити відео та фотографії тварин, які заплутались у пакетах і рибній волосіні та не можуть втекти від хижаків чи здобути собі їжу. Крім того, мікропластик, який потрапляє у воду не лише із сміттям, а і через аварії на виробництві чи при транспортуванні, за своїм виглядом нагадує мікроскопічні водорості, тому поїдається рибами та молюсками. Були випадки, коли знаходили морських птахів, які, наковтавшись пластику, гинули від голоду [6].

Пластикові відходи, знайдені на березі океану

Земля

Окрім зменшення території, придатної для проживання та ведення господарства, сміттєві звалища здатні отруювати наземні та підземні води: із пластикових відходів у ґрунт виділяються речовини, від яких гинуть рослини та тварини [7]. Випаровування шкідливих речовин в повітря впливає на здоров’я усіх живих організмів поблизу. Недбало викинутий пакет, прикривши собою рослину, заважає їй виробляти кисень – там, де було викинуто пластикові стакани, довгий час нічого не росте. Хоча, існують види рослин, нечутливих до забруднення. Після поїдання таких рослин і пиття забрудненої води хворіють і дикі, і свійські тварини [8].

Вплив пластикового забруднення на людину

Окрім глобальних проблем (економічних, екологічних), спричинених нераціональним використанням пластику, не менш нагальними є локальні.

Це стосується не лише сміття, а і побуту. Використання неякісного пластику з домішками є не менш небезпечним. Існують випадки отруєння дітей, які гралися іграшками, зробленими із токсичних матеріалів. Також відомо, що багаторазове використання одноразового посуду, пластикових пляшок може спричинити рак. Домішки в побутовій хімії та косметиці, упаковки з пластику можуть викликати алергічні реакції, дерматити [9].

Дитячі іграшки також можуть бути виготовлені з неякісного пластику

На відпочинку люди часто спалюють пластикову тару – пляшки, стакани, або викидають їх десь поблизу. В жарку погоду такі смітники поблизу рекреаційних зон є джерелом не лише неприємного запаху, а й токсичного випаровування. У сукупності, замість відпочинку на природі, цілі сім’ї отримують шанс потрапити до лікарні з отруєнням.

Негативний вплив пластику на планету та людину важко переоцінити, проте його можна знизити, розумно та відповідально використовуючи наявні ресурси. Наприклад, екосумки та торбинки для фруктів і овочів зменшують кількість пакетів як удома, так і в смітнику; використання багаторазового посуду або посуду з натуральної сировини для пікніка не лише екологічне, а й більш приємне естетично. Сортування сміття та переробка пластикових виробів покращує стан довкілля.

Шопер із бавовни “Австрійська мідна троянда” – не просто помічник для покупок. Це частинка великої історії мистецтва; можливість побачити природу очима великого натураліста П’єра-Жозефа Редуте, робота якого представлена у якості принта. Сумка повністю екологічна та гіпоалергенна, оскільки складається на 100% із бавовни. Тканинна сумка чудово підійде на сезон весна-літо.