Czy produkty biodegradowalne są rozwiązaniem problemu odpadów w miastach?
Obraz Scotta Van Hoy'a dostępny na Unsplash
Opakowania biodegradowalne zostały zidentyfikowane jako rozwiązanie problemu wpływu na środowisko powodowanego przez wytwarzanie odpadów. Istnieje już wiele rozwiązań ograniczających ilość odpadów wytwarzanych w dużych miastach, takich jak recykling, kompostowanie, spalanie, ponowne użycie opakowań (m.in. do ponownego napełniania, kilka pozycji, ponieważ dodaje wartości „ekologicznej” i przyciąga więcej konsumentów.
- Co to jest kompostowanie i jak to zrobić
Biodegradację definiuje się jako proces przemiany chemicznej wspomaganej działaniem mikroorganizmów w odpowiednich warunkach temperatury, wilgotności, światła, tlenu i składników odżywczych. Biodegradacja może przebiegać tlenowo lub beztlenowo. W tym procesie oryginalny materiał jest zmieniany i generalnie przekształcany w mniejsze cząsteczki - w niektórych przypadkach w wodzie, CO2 i biomasie. Bardzo ważnym parametrem określającym, czy materiał jest biodegradowalny, jest czas potrzebny do jego rozkładu w wyniku działania mikroorganizmów. Materiał jest zwykle uważany za biodegradowalny, gdy rozkłada się w czasie tygodni lub miesięcy. Aby degradacja materiału ulegającego biodegradacji była skuteczna, materiał ten musi być dostarczony wraz z odpadami organicznymi do jednostki kompostującej, ponieważ w tym środowiskumateriał znajdzie optymalne warunki do rozkładu.
- Co to jest biodegradacja?
Materiał może nawet ulec rozkładowi pod wpływem działania drobnoustrojów, ale czas do tego jest bardzo długi, więc materiał ten nie jest klasyfikowany jako biodegradowalny. Na przykład: niektóre rodzaje tworzyw sztucznych (PVC, polietylen i polipropylen), które mogą ulec rozkładowi pod działaniem drobnoustrojów, ale znikną po 10-20 latach - w zależności od grubości ten czas może być nawet dłuższy - dlatego nie są klasyfikowane jako biodegradowalne.
Aby materiał lub produkt można było uznać za biodegradowalny, musi on spełniać pewne międzynarodowe standardy, takie jak amerykańska ASTM 6400, 6868, 6866, europejska EN 13432 lub brazylijski ABNT NBr 15448 w zakresie biodegradacji i kompostowania, a także udowodnić swoje właściwości poprzez testy certyfikowane laboratoria. Następnie przedstawiono etapy certyfikacji biodegradowalności (kompostowalności) tworzywa sztucznego oraz odpowiednie normy:- Charakterystyka chemiczna materiału: ten etap obejmuje analizę metali ciężkich i lotnych ciał stałych w składzie materiału.
- Biodegradacja: jest mierzona poprzez zależność między ilością CO2 emitowanego przez kompostowalne tworzywo sztuczne a ilością emitowaną przez próbkę wzorcową podczas jej biodegradacji po pewnym czasie (ASTM D5338).
- Rozpad: materiał musi fizycznie rozpaść się (ponad 90%) na kawałki mniejsze niż 2 mm w ciągu 90 dni (ISO 16929 i ISO 20200).
- Ekotoksyczność: potwierdzono, że w trakcie procesu nie może powstać żaden materiał toksyczny, który utrudniałby rozwój roślin.
Jednym z materiałów, który został zastąpiony przez odmianę biodegradowalną, jest plastik ropopochodny. Głównym tego uzasadnieniem jest wysoka odporność tego materiału na degradację, ponieważ degradacja niektórych rodzajów tworzyw sztucznych zajmuje ponad 100 lat. W związku z tym rośnie gromadzenie się materiału na wysypiskach śmieci i w środowisku naturalnym. Tworzywa biodegradowalne dzieli się w prosty sposób na naturalne lub syntetyczne.
Syntetyczne tworzywa biodegradowalne
W tej grupie znajdują się rodzaje polimerów syntetycznych, które ulegają naturalnemu rozkładowi lub przez dodanie substancji mogących przyspieszyć ich degradację. Wśród tych tworzyw wyróżniają się biodegradowalne oksy i poli (ε-kaprolakton) (PCL). Tworzywa ulegające biodegradacji oksydacyjnej to syntetyczne tworzywa sztuczne, w których skład wchodzą chemiczne dodatki prooksydacyjne, które mogą zainicjować lub przyspieszyć proces degradacji oksydacyjnej, tworząc produkty ulegające biodegradacji. PCL to biodegradowalny i biokompatybilny termoplastyczny poliester do zastosowań medycznych.
- Tworzywa sztuczne ulegające biodegradacji tlenowej: problem środowiskowy czy rozwiązanie?
Naturalne tworzywa biodegradowalne
Naturalne polimery biodegradowalne, zwane także biopolimerami, to wszystkie produkowane z zasobów naturalnych i odnawialnych. Są to między innymi polisacharydy wytwarzane przez rośliny (m.in. skrobia kukurydziana, maniok), poliestry produkowane przez mikroorganizmy (głównie przez różne rodzaje bakterii), kauczuki naturalne.
Detergenty
Jednak tworzywa sztuczne nie są pierwszymi produktami, które podlegają zmianom lub wymianie ze względu na ich wpływ na środowisko. Detergenty do 1965 roku stosowały rozgałęziony, alkilowany surowiec (surfaktant - z definicji surfaktant jest substancją syntetyczną stosowaną do produkcji środków czystości i kosmetyków i powoduje łączenie substancji, które w swoim naturalnym stanie nie byłyby zmieszane, jak ma to miejsce w przypadku wody i oleju), których niewielka biodegradacja spowodowała zjawisko powstawania piany w ciekach wodnych i oczyszczalniach. Tym samym alkilaty rozgałęzione zostały zastąpione alkilatami liniowymi, zaliczanymi do biodegradowalnych - powstały wtedy prawa zabraniające stosowania alkilatów rozgałęzionych. W Brazylii Ministerstwo Zdrowia wprowadziło zakaz od stycznia 1981 r. (Art.68 dekretu nr 79 094, uchylonego dekretem nr 8077 z 2013 r.), Produkcja, sprzedaż lub import wszelkiego rodzaju środków dezynfekujących (detergentów) zawierających nieulegające biodegradacji anionowe środki powierzchniowo czynne.
Biodegradację liniowych środków powierzchniowo czynnych można podzielić na pierwotną i całkowitą (lub mineralizację).
Pierwotna biodegradacja
Pierwotna biodegradacja to taka, która zachodzi, gdy cząsteczka została utleniona lub zmieniona przez działanie bakterii, tak że utraciła swoje właściwości powierzchniowo czynne lub przestała reagować na określone procedury analityczne służące do wykrywania pierwotnego środka powierzchniowo czynnego. W większości przypadków proces ten przebiega szybko, kilka wyspecjalizowanych bakterii jest w stanie metabolizować środki powierzchniowo czynne. Początkowo uznawano za wystarczającą biodegradację pierwotną, jednak odpady organiczne uważane są za obce dla środowiska.
Całkowita biodegradacja lub mineralizacja
Całkowitą biodegradację lub mineralizację definiuje się jako całkowitą przemianę cząsteczki środka powierzchniowo czynnego w CO2, H2O, sole nieorganiczne i produkty związane z normalnym procesem metabolizmu bakterii.
Biodegradacja to zbawienie?
Wraz ze wzrostem zapotrzebowania na produkty biodegradowalne na rynku pojawiają się nowe alternatywy produktowe. Rośnie liczba badań nad rozwojem produktów konwencjonalnych, m.in. pieluch, kubków, długopisów, przyborów kuchennych, odzieży w ich biodegradowalnych wersjach.
- Herbia Baby, pierwsza krajowa pielucha biodegradowalna, ma mniejszy wpływ na środowisko i jest zdrowsza dla dziecka
Pomimo zalet proponowanych przez opakowania biodegradowalne, niektórzy badacze uważają, że nie jest to najlepsza alternatywa dla niektórych rodzajów odpadów. Według profesora José Carlosa Pinto z Uniwersytetu Federalnego w Rio de Janeiro (UFRJ) ekolodzy mylą się, traktując tworzywa sztuczne jako odpady. Dla badacza odpady muszą być traktowane jako surowiec. Wszystkie tworzywa sztuczne nadają się do recyklingu i ponownego wykorzystania. Według José Carlosa, Sekretariaty Stanu ds. Środowiska powinny zatem walczyć o popularyzację edukacji ekologicznej i wdrażanie polityk publicznych w zakresie selektywnej zbiórki i recyklingu odpadów; Ponadto rząd federalny powinien wdrożyć politykę, która zmusi dużych producentów tworzyw sztucznych do inwestowania w recykling i ponowne użycie ich produktów.
Ważne jest, aby zdać sobie sprawę, że w przypadku degradacji tworzywa sztucznego, takiego jak żywność i odpady organiczne, materiał powstały w wyniku degradacji (na przykład metan i dwutlenek węgla) trafiłby do atmosfery i warstw wodonośnych, przyczyniając się znacznie do globalnego ocieplenia. oraz z degradacją jakości wody i gleby.
Charakterystyka biodegradacji materiału może być bardzo korzystna dla środowiska, ale nie jest to jedyne rozwiązanie ograniczające wytwarzanie odpadów. Konieczne jest zbadanie wszystkich skutków, jakie degradacja danego materiału może wywołać w środowisku, a ponadto zastanowienie się, które z nich jest najbardziej efektywne dla danego produktu.
