Что не так с биоразлагаемым пластиком?

О производстве биополиэтилена

Изготовление биоразлагаемых полимеров требует применения дополнительных технологий, в отличие от создания обычных пластиков. Для ускорения разложения в состав добавляются дополнительные катализаторы, ускоряющие процессы распада.

Группы биопакетов

Биоразлагаемые мешки бывают двух типов, в зависимости от сырья, из которого они производятся.

• Природные полимеры. Выполнены на основе воспроизводимого животного и растительного сырья.
• Синтетические соединения (оксоразлагаемые). Являются смесью природных и синтетических полимеров. Объединяют прочность синтетических соединений и способность к биоразложению природных компонентов.

Из чего производятся

Для изготовления природных полимеров применяют:

• Молочную кислоту.
• Хитин.
• Белки.
• Натуральный каучук.
• Производные целлюлозы.
• Волокна сахарной свёклы или кукурузы.
• Гидроксиалканоаты.
• Хитозан.
• Крахмал. Самый распространенный материал для изготовления – неочищенный крахмал, смешанный с тальком и поливиниловым спиртом.

Синтетические полимеры создают на основе веществ, получаемых в результате переработки:

• Каменного угля.
• Нефтепродуктов.
• Газовых элементов.

Из исходных элементов создают синтетические цепи, которые затем методом синтезирующей реакции превращают в различные виды полимеров. Для производства биоразлагаемых пакетов для мусора поверхность дополнительно покрывают солями кобальта, никеля, железа, которые ускоряют процесс разложения. Добавки составляют от 1 до 8% от всего объёма материала и распределены в нем равномерно.

Экологичные пакеты для мусора можно изготавливать там же, где обычные мешки. Технология производства не сильно отличается.

Срок разложения пакетов

Разложение обычных синтетических соединений (без добавления катализаторов) занимает около 200 лет. Ученые отслеживают первые несколько лет и затем строят модель, по которой в теории происходит процесс распада. Полный цикл проследить невозможно.

Оксоразлагаемые биопакеты для мусора распадаются в среднем за один год. В зависимости от типа полимеров разложение происходит по-разному. Синтетические распадаются на полиэтилен и металлы. Дальнейший процесс разложения не изучался. Но микрочастицы металлов, не разложившиеся до конца, остаются в окружающей среде, оказывая на нее отрицательное воздействие.

Пакеты из природных полимеров вступают в контакт с природной средой и разлагаются на более безопасные компоненты – воду и углекислый газ. Этот процесс занимает от трех до пяти лет. Некоторые пластики с полиамидом в составе требуют специального процесса переработки, ускоренного с помощью создания благоприятной среды.

Варианты упаковки

Многие убеждены, что полиэтиленовые пакеты используются повсеместно только лишь по той причине, что других вариантов нет. Но это не правда. На сегодняшний день существует как минимум три альтернативы:

• бумажнаяупаковка. Причем вовсе не обязательно для производства рубить тысячи деревьев,подойдет и вторсырье.
• текстильные сумки или авоськи. Это выглядит стильно, стоит дешево, служит долго. А правило брать везде с собой эко-сумку – дело привычки.
• биопакеты.

Что такое биоразлагаемые пластиковые пакеты, какие бывают виды

Биопакеты – упаковка, создаваемая из компонентов, которые разлагаются под воздействием воздуха, воды, света, преобразуясь в органические соединения в течение 1,5- 2 лет.

Исходя из технологии производства, биопластик делят на 2 вида:

1. Синтетический пластик или оксо-биоразлагаемая упаковка – это привычный для пользователей полиэтиленовый пакет, поверхность которого покрыта особым раствором (соли кобальта, никеля, железа), ускоряющим процесс разложения. Внешний вид, как и эксплуатационные качества, остаются неизменными. Линии производства полиэтиленовых пакетов практически не требуют серьезных изменений, поэтому производители зачастую охотно соглашаются производить «био-пакеты».

Это может стать одним из альтернативных вариантов, но экологически безопасным его сложно назвать. В ходе своего разложения такой вид пластика проходит два этапа: фрагментация (деление на более мелкие части) и минерализация (расщепление микроорганизмами). В момент, когда у пластика (пусть и био) начался процесс распада, образуются мелкие частицы, и до того момента пока эти частицы будут расщеплены микроорганизмами, они могут беспрепятственно (при дыхании) попадать внутрь животных и человеческого организма и причинять вред здоровью. Видимо этот вид материалов и есть «новые прибыльные горизонты», популяризация которых принесет сомнительную пользу экологии.

2. Гидро-биоразлагаемые пакеты или природные полимеры – упаковка, созданная на основе крахмала. Наиболее распространенной эмблемой истинно био-разлагаемого пакета является изображение ростка или листка.

Как происходит процесс разложения природных полимеров?

Биоразлагаемые пластмассы, в том числе и пластиковые пакеты, могут перерабатываться вместе с другой органикой, например с остатками пищи. Утилизация может проходить по двум сценариям: аэробный процесс (под действием кислорода, например, компостинг), анаэробный процесс (используются, для получения биогаза).

Следует также понимать, что использование биоразлагаемых пластиковых пакетов подразумевает их правильную утилизацию. Вариант вывоза на свалку – не подходит: под тоннами другого мусора доступ кислорода к пластику не будет обеспечен, а значит, процесс разложения затянется. Оптимальный вариант – промышленное компостирование, где создаются оптимальные условия (влажность, повышенная температура), но все это делает процесс утилизации энергоемким и трудозатратным. Также нельзя смешивать биопластик и обычный полиэтилен, это тоже замедляет процесс распада.

Недостатки гидро-биоразлагаемых пакетов

Цель замены полиэтиленовых пакетов – избавить планету от пластика, и с этой задачей гидро-биоразлагаемая упаковка справляется, но при этом, материал имеет свои  недостатки. Так, максимальная прочность – 1 кг, и для их хранения необходимо соблюдать специальные условия: защита от УФ-лучей, влаги. Кроме того, для производства гидро-биоразлагаемых пакетов необходимо полностью перестраивать производственные линии.

Еще один недостаток может возникнуть в ближайшем будущем: т.к. сырьем для биопластика выступают кукуруза, сахарный тростник или пшеница, из которых изготавливаются продукты питания, то в ходе сокращения пахотных земель и водных запасов может возникнуть вопрос: на что целесообразнее тратить сырье на пакет или еду. 

А как вы считаете, станут ли биоразлагаемые пластиковые пакеты настоящей  альтернативой полиэтиленовым?

Технология производства

Производство биоразлагаемого пластика использует органическое сырье, которое получают из возобновляемых источников или ежедневных отходов, например, бананов, целлюлозы, бобовых, полисахаридов, соевого масла или картофельного крахмала. Эти материалы могут разрушаться микроорганизмами.

Во время разложения образуются углекислый газ, вода и другие биоматериалы, служащие органическим удобрением для почвы, уменьшается время разложения пластика

Технология производства предполагает привлечение диоксида углерода (CO2) в качестве источника углерода. Углеродные «кирпичи» для создания полимерной цепи берутся непосредственно из одного из газов, которые составляют атмосферу.

В этом процессе также используются:

• свекольная патока;
• сахарный тростник;
• отходы фруктов;
• отходы картофеля;
• глицерин.

Синтетические полимеры с катализаторами

Существуют такие виды полимеров:

• эпоксидные смолы – это одна из самых успешных групп пластика, которая существует более 50 лет. Их физическое состояние может изменятся с жидкости с низкой вязкостью на твердые вещества с высокой температурой плавления;

• пенопласт (пенополистирол) – один из наиболее широко используемых товарных полимеров;
• фторполимеры – это семейство высокоэффективных пластиков. Самый известный член этого семейства – политетрафторэтилен, инертен практически ко всем химическим веществам;
• полиолефины – это семейство полиэтиленовых и полипропиленовых термопластов. Они в основном изготавливаются из нефти и газа в процессе полимеризации этилена и пропилена;
• полистирол – это синтетический ароматический полимер, который состоит из мономерного стирола, жидкого нефтяного химиката;
• полиуретан – это прочный, гибкий и долговечный обрабатываемый материал;
• поливинилхлорид (ПВХ) – один из первых открытых и самых популярных видов пластика;
• термопласты определяются как полимеры, которые плавятся и формируются практически до бесконечности;
• термореактивный, или закаленный пластик – это синтетический материал, который подвергается химическому изменению при обработке.

Натуральные полимеры

Разработка биопластичных материалов

Производство биоразлагаемого пластика может использовать такие натуральные полимеры:

Полимолочная кислота (PLA, полилактид) химическая структура

• крахмал – относится к углеводам, встречается в виде гранул крахмала на многих растениях. Из-за их доступности и цены, полимеры на основе крахмала лидируют в производстве;
• целлюлоза – также относится к углеводам, составляет основу клеточных стенок растений. Это доступное, наиболее распространенное органическое соединение. Целлюлоза в основном используется в бумажной промышленности;
• молочная кислота – промежуточный продукт, полученный путем ферментации патоки или ферментации сахара и крахмала. Биополимер, полученный из молочной кислоты, характеризуется прочностью, устойчивостью к ультрафиолетовому излучению;
• полигидроксиалканоаты – образуются как резерв бактерий в процессе ферментации сахара или жиров. Они деформируемые, эластичные, устойчивые к ультрафиолетовому излучению.

5 секретов биоразлагаемых пакетов

Мы думаем, что, используя биоразлагаемые пакеты, помогаем окружающей среде. Они волшебным образом исчезают, превращаются в пыль, это точно лучше, чем гнить на свалке столетиями. Но существует ряд проблем.

1. Свалка

   На самом деле такие пакеты состоят из обычного пластика со специальными добавками, ускоряющими распад материала. Но для этого нужны особые условия: доступ солнечного света, подходящая температура и кислород. На свалках всё это отсутствует и процесс разложения существенно замедляется.

2. Переработка с другими пластиковыми предметами

   Биоразлагаемый пластик должен утилизироваться отдельно. Если его подвергнуть переработке вместе с остальным пластиком, он может испортить всю партию. Химический состав у каждого свой, и способ утилизации тоже. Это как постирать белое белье с цветным.

3. Распад

   Биоразлагаемые пакеты распадаются на пластиковые фрагменты, которые со временем превращаются в микропластик. Он опасен тем, что с легкостью попадает в землю, воду и организм людей.

   Немного лучше ситуация с компостируемыми пакетами. Их делают из натуральных материалов, крахмала или сои, и они разлагаются на углекислый газ, воду и небольшое количество биомассы, а главное, отсутствуют токсичные отходы.

4. Утилизация

   Даже если упаковка компостируемая, нужны специальные условия для ее полного исчезновения. В Европе, где такие пакеты производят в большом количестве, их отправляют на специальные предприятия, где созданы условия для разложения: высокая температура, влажность, концентрация кислорода, специальные микроорганизмы. В нашей стране такие сооружения отсутствуют и пакеты попадают на свалку.

5. Вред окружающей среде

   Но самое большое негативное влияние на экологию оказывает сам процесс: от изготовления до утилизации. Количество парниковых газов от производства биоразлагаемых пакетов в 2—3 раза превышает показатели для обычных полиэтиленовых. Чтобы вырастить сырье, используют минеральные удобрения, которые загрязняют воду и землю нитратами. Всё это только усугубляет ситуацию.

Способность биоразлагаемых пакетов к быстрому распаду делает их более привлекательными в глазах покупателей, но их безопасность для природы под большим вопросом. Используйте многоразовые экосумки, они намного практичнее. А если вы не готовы отказаться от пакетов, продлите их срок служения и задействуйте повторно.

Предыдущая статья Следующая статья

Из чего делают биоразлагаемые мусорные пакеты?

В состав пакетов добавляют специальные вещества, которые способствуют ускорению процесса биоразложения. На мировом рынке представлены два типа полимеров, обладающие высокой степенью биоразложения. Из них изготавливают экопродукцию.

Оксоразлагаемые

В состав материалов входит специальное вещество – d2w, которое способствует быстрому разложению пластика под действием кислорода и ультрафиолета. Полимер разлагается двумя стадиями: окисление – материал распадается на частички, биоразложение – деградация распавшихся фрагментов.

Из кукурузного крахмала и других природных материалов

Полимеры изготавливают из картофельного, кукурузного крахмала, пшеницы, сои, тростникового сахара. На таких упаковках обычно присутствует особый значок в виде ростка или листика. Изделия не представляют опасности для окружающих и природы, так как полностью подвергаются разложению.

Особенностью производства является нерациональность расходования ресурсов: для изготовления упаковки выращивают пищевые продукты. Разлагающиеся пакеты требуют особых условий использования: их хранят вдали от солнца и влаги, не нагружают.

Далеко до моря

Однако какое отношение все вышеизложенное имеет к нашей стране? Самое прямое. У нас схожие проблемы. Если СССР импортировал зерно пшеницы, то Россия уже давно самостоятельно обеспечивает свои потребности в продовольственном и кормовом зерне (на уровне 70 млн тонн в год), а также имеет некий экспортный потенциал, размеры которого, правда, сильно зависят от колебаний урожайности.

Технологии
Газ — топливо современности: объясняем, почему это действительно так

Схема демонстрирует замкнутый цикл производства и утилизации биопластмасс. Содержание CO2 в атмосфере не повышается.

Но реализовать даже имеющийся потенциал не всегда возможно. Все крупнейшие мировые экспортеры зерна, будь то США, Канада, Аргентина или Австралия, имеют удобный выход к океанам и первоклассные терминалы для погрузки пшеницы на суда. Наш же экспорт идет через черноморские порты (главным образом через Новороссийск), расположенные в непосредственной близости от самого крупного зернопроизводящего региона на юге России, и объем экспорта физически ограничен возможностями (не более 20 млн тонн в год) этих портов. Разумеется, вся экспортная пшеница выращивается на юге, а другие зернопроизводящие регионы, например Башкортостан или Западная Сибирь, от экспорта отрезаны — везти пшеницу на Черное море далеко и дорого. С учетом того, что местный спрос в этих районах ниже предложения, цены на зерно чем дальше от портов, тем ниже, а посевные площади в логистически запертых регионах сокращаются. Это, разумеется, плохо отражается на экономическом благосостоянии местного сельского населения.

Ситуацию, как и в Америке, помогло бы выправить создание дополнительного спроса на зерно — в виде предприятий по переработке зерна во что-то менее скоропортящееся и заключающее в себе высокую добавленную стоимость. Это может быть биотопливо, клейковина, сырье для пластиков или аминокислоты типа лизина или метионина.

В России

В России экологи выступают с предложениями о запрете полиэтиленовых пакетов с начала 2000-х годов. 8 декабря 2016 года на заседании Совета при президенте РФ по развитию гражданского общества и правам человека исполнительный директор «Гринпис России» Сергей Цыпленков предложил главе государства Владимиру Путину запретить продажу пакетов в России. Тогда Путин ответил, что сомневается в целесообразности и возможности запрета производства пластиковых пакетов, за исключением одноразовых. Президент тогда отметил, что это ударит по работникам производств, занимающихся выпуском пакетов.

Фляга vs пластиковые бутылки для воды

Учитывая, что в России живут примерно 146 880 430, можно сделать вывод, что воду в бутылках покупают более 134,5 млн россиян, из которых 44 млн покупают воду два раза в месяц, 37 млн — два раза в неделю, а остальные 53 144 278 употребляют воду ежедневно.

Согласно подсчетам Greenpeace, в год один россиянин покупает в среднем 166 бутылок воды, а всего в России ежегодно приобретаются 24,3 млрд штук пластиковых бутылок.

Если принять среднюю массу бутылки за 30 г, получается, что, покупая в год 166 небольших бутылок с минералкой, вы производите 5 кг отходов, а вместе пластиковые отходы от потребляемой россиянами воды составляют 730 тыс. т.

Бумажные пакеты взамен биоразлагаемым пакетам

Если вы заботитесь о чистоте природы, о здоровье своём и окружающих. Если не всё равно, как будут жить люди после вас, то ни пластиковые, ни оксоразлагаемые пакеты вам не товарищи. Расскажем об экологичной альтернативе всей этой неразложимой химии.

Бумажные пакеты экологичны, быстро разлагаются, достаточно крепки и выносливы для того, чтобы использоваться неоднократно. НО, при их производстве уходит огромное количество воды, которая, в конечном счете, возвращается обратно в водоемы загрязненной. На создание таких пакетов уходит много древесины, а  растут деревья медленней, чем их вырубают. Самое главное то, что заводы, на которых производят такую продукцию, загрязняют воздух и воду. Что, конечно же, вредит экосистеме. Поэтому пакеты из бумаги сложно назвать хорошей альтернативой полиэтиленовым. Более щадящий для природы вариант это сумки из переработанной бумаги, вторсырья. Отслужившие своё бумажные пакеты, да и любые другие изделия из бумаги, можно отправлять на переработку и дать им вторую и последующие жизни. Так вы и леса сохраните и воду оставите чистой.

Работаем на спирт

Есть ли что к этому добавить? Да. Помимо проблемы недоедания в бедных странах Африки и Азии есть, как это ни странно, проблема перепроизводства продовольствия в странах более-менее развитых. Производитель зерна не может отдать свой товар бесплатно — ему нужен покупатель, будь то продовольственная компания, предприятие по глубокой переработке зерна или фонд помощи голодающим. Производителю требуется спрос на его продукцию.

Некоторое время назад в США из-за перепроизводства кукурузного зерна серьезно упали цены на этот товар. Фермерам грозило разорение со всеми естественными социальными последствиями в виде упадка сельской жизни и дальнейшей гиперурбанизации

А как бы ни гордилась Америка своими Лас-Вегасами и Манхэттенами, сельская глубинка остается важной и неотъемлемой частью североамериканской цивилизации. Как помочь фермерам? Создать дополнительный спрос на зерно

По этому пути и пошло американское правительство, запустив программу производства биоэтанола, то есть, попросту говоря, спирта в качестве добавки к моторному топливу. За пять лет в Америке была создана целая индустрия, о масштабах которой говорят следующие цифры: в России на всех нефтеперерабатывающих заводах производится 38,5 млн тонн автомобильных бензинов в год, а в США используется ежегодно 40 млн тонн биоэтанола (местного и импортного бразильского) в качестве компонента моторного топлива. В результате возросшего спроса цены на кукурузное зерно поднялись примерно в три раза, и фермерам не понадобилось переселяться в города.

Пути решения проблемы пластиковых отходов

Для решения проблемы загрязнения пластиковыми отходами используются методы государственного регулирования и общественных инициатив. На уровне государства вводятся законодательные запреты на обращение некоторых товаров из пластика: пакетов, одноразовой посуды, бутылок. Кроме запретов, вводятся меры по поощрению граждан, сдающих пластик на переработку. Например, для этого организовываются пункты приема или устанавливаются автоматы, выплачивающие небольшие суммы за сданные бутылки: 10-25 евроцентов за штуку. Такие расценки действуют в Германии, Литве, Финляндии и некоторых других европейских странах, в которых распространены такие автоматы.

При отсутствии государственного регулирования инициатива по ограничению использования пластика переходит к общественности. Экологические активисты совместно с коммерческими компаниями инициируют отказ от пластика в пользу других материалов.

Например, магазины по собственной инициативе выводят из оборота одноразовые полиэтиленовые пакеты, предлагая взамен многоразовые тканевые сумки.

Некоторые инициативы внедряются непосредственно производителями – включение добавок, ускоряющих разложение. На этапе утилизации отходы помещают в среду с бактериями, которые способны быстрее расщеплять пластиковые вещества.

Добавки для ускорения процесса

В производстве используется несколько видов добавок, снижающих период разложения пластиковых отходов. Их действие основано на разложении материала и выделении из него водорода и углерода под действием внешней среды и микроорганизмов. За счет освобождения от водорода и углерода поверхность становится более восприимчивой к действию грибков и молекул, разлагающих пластик.

Оксо-добавки, например, направлены на измельчение кусков пластика, что не исключает токсичности отходов, но снижает негативное воздействие на живые организмы.

Наибольшее распространение получили естественные добавки, при включении которых в состав пластика получается новый материал – биополимер.

Поглощающие бактерии

Японскими учеными были обнаружены бактерии, способные переваривать пластик. В результате практического эксперимента определено, что срок распада сократился в сотни раз.

Бактерии поедают пластик и разлагают его

Такой эффект возможен благодаря включению специальных ферментов в цепочку разложения: пластиковые отходы покрываются одноклеточными бактериями, которые поглощают весь материал за несколько дней.

Другие варианты

Среди всех способов сокращения пластиковых отходов выделяются три подхода к решению проблемы:

• изменение структурного состава сырья для сокращения срока разложения;
• повышение доли перерабатываемого сырья;
• ограничение применения вещества.

Разработка нового поколения пластика

Для изменения структуры производимого материала необходимо выполнить ряд действий: от выведения нового состава и создания технологии до массового внедрения в производство.

Остальные варианты проще адаптировать под действующие обстоятельства. С помощью законодательных шаг, принимается ряд мер, направленных на снижение образования пластиковых отходов:

• ограничение на использование;
• внедрение системы раздельного сбора мусора;
• законодательно закрепленное обязательство по переработке мусора.

Внедренный комплекс мер приведет к снижению объемов потребления товаров (за счет ограничения) и сократит образование мусора (за счет вторичного использования).

vote

Article Rating