Що таке біорозкладні продукти?
Чи є біорозкладні продукти вирішенням проблеми сміття в містах?
Зображення Скотта Ван Хоя доступне на Unsplash
Біорозкладна упаковка була визначена як рішення для впливу на навколишнє середовище, спричиненого утворенням відходів. Існує багато існуючих рішень щодо зменшення обсягу відходів, що утворюються у великих містах, таких як переробка, компостування, спалювання, повторне використання упаковки (перезаправної, поворотної та ін.) та використання суперечливих продуктів, що біологічно розкладаються – термін, який широко використовується. у кількох пунктах, оскільки це додає «екологічно правильне» значення та приваблює більше споживачів.
- Що таке компост і як його зробити
Біодеградація визначається як процес хімічного перетворення, який сприяє дії мікроорганізмів за відповідних умов температури, вологості, світла, кисню та поживних речовин. Біорозклад може бути аеробним або анаеробним. У цьому процесі вихідний матеріал змінюється і, загалом, перетворюється на менші молекули - в деяких випадках воду, CO2 і біомасу. Дуже важливим параметром, який визначає, чи є матеріал біорозкладним чи ні, є час, необхідний для розкладання під дією мікроорганізмів. Як правило, матеріал вважається біологічно розкладним, коли він розкладається протягом тижнів або місяців. Щоб розкладання біологічно розкладного матеріалу було ефективним, матеріал разом з органічними відходами необхідно відвезти в компостну установку, оскільки в цьому середовищі матеріал знайде оптимальні умови для розкладання.
- Що таке біодеградація?
Матеріал може навіть розкладатися під дією мікробів, але час для цього дуже тривалий, тому цей матеріал не класифікується як біологічно розкладний. Наприклад: деякі види пластмас (ПВХ, поліетилен і поліпропілен), які можуть розкладатися мікробами, але зникають від 10 до 20 років - залежно від їх товщини цей час може бути навіть довшим - тому вони не класифікуються як біорозкладний.
Щоб вважатися біологічно розкладними, матеріал або продукт повинні відповідати деяким міжнародним стандартам, таким як US ASTM 6400, 6868, 6866, європейський EN 13432 або бразильський ABNT NBr 15448 для біодеградації та компостування, а також підтвердити свої властивості шляхом випробувань у сертифікованих лабораторії. Далі представлені етапи біорозкладної (компостованої) сертифікації пластику та відповідні стандарти:- Хімічна характеристика матеріалу: цей етап включає аналіз важких металів і летких твердих речовин у складі матеріалу.
- Біодеградація: вимірюється через співвідношення між кількістю CO2, що виділяється компостованим пластиком, і кількістю, що виділяється стандартним зразком під час його біодеградації через певний період часу (ASTM D5338).
- Дезінтеграція: матеріал повинен фізично розпатися (більше 90%) на шматки менше 2 мм за 90 днів (ISO 16929 і ISO 20200).
- Екотоксичність: підтверджено, що під час процесу не може утворюватися токсичний матеріал, який би перешкоджав розвитку рослин.
Матеріалом, який був замінений біологічно розкладним варіантом, є пластик, отриманий з нафти. Основною причиною цього є висока стійкість цього матеріалу до руйнування, а деяким типам пластику потрібно більше 100 років, щоб руйнуватися. Таким чином, накопичення матеріалу на сміттєзвалищах і природному середовищі збільшується. Біорозкладні пластмаси легко класифікуються на натуральні та синтетичні.
Синтетичні біологічно розкладні пластмаси
У цю групу входять деякі види синтетичних полімерів, які розкладаються природним шляхом або шляхом додавання речовин, здатних прискорити їх розпад. Серед цих пластмас виділяються окси-біорозкладані та полі(ε-капролактон) (PCL). Оксобіорозкладні пластмаси – це синтетичні пластмаси, до складу яких включені прооксидантні хімічні добавки, здатні ініціювати або прискорювати процес окисного розкладання, утворюючи продукти, які піддаються біологічному розкладанню. PCL - це біологічно розкладний термопластичний поліестер, який біосумісний з медичними застосуваннями.
- Оксо-біорозкладний пластик: екологічна проблема чи рішення?
Натуральні біологічно розкладні пластмаси
Природні біологічно розкладні полімери, також звані біополімерами, - це всі полімери, які виробляються з природних і відновлюваних ресурсів. До їх складу входять полісахариди, що виробляються рослинами (кукурудзяний крохмаль, маніока та інші), поліефіри, вироблені мікроорганізмами (переважно різними типами бактерій), натуральний каучук та інші.
Миючі засоби
Проте пластмаси не є першими продуктами, які зазнають змін або заміни через вплив на навколишнє середовище. До 1965 року миючі засоби використовувалися як розгалужена алкілована сировина (ПАР — за визначенням ПАР — це синтетична речовина, що використовується у виробництві миючих і косметичних засобів і яка викликає з’єднання речовин, які в природному стані не були б (наприклад, вода та нафта), чия незначна біодеградація призвела до утворення піни у водотоках та очисних спорудах. Таким чином, розгалужені алкілати були замінені лінійними алкілатами, класифікованими як біорозкладані – тоді були створені закони, які забороняли використання розгалужених алкілатів. У Бразилії Міністерство охорони здоров'я заборонило, починаючи з січня 1981 року (ст. 68 Указу № 79 094, скасованого Указом № 8.077 від 2013 року), виробництво, продаж або імпорт дезінфікуючих засобів будь-якої природи (миючих засобів), що не містять - біорозкладна аніонна поверхнево-активна речовина.
Біодеградацію лінійних поверхнево-активних речовин можна розділити на первинну і повну (або мінералізацію).
Первинна біодеградація
Первинна біодеградація — це те, що відбувається, коли молекула окислена або змінена під дією бактерії, так що вона втратила свої характеристики поверхнево-активної речовини або більше не реагує на специфічні аналітичні процедури для виявлення вихідної поверхнево-активної речовини. Цей процес у більшості випадків виконується швидко, кілька спеціалізованих бактерій здатні метаболізувати поверхнево-активні речовини. Спочатку первинна біодеградація вважалася достатньою, однак органічні відходи вважаються чужими для навколишнього середовища.
Повна біодеградація або мінералізація
Повна біодеградація, або мінералізація, визначається як повне перетворення молекули поверхнево-активної речовини в CO2, H2O, неорганічні солі та продукти, пов’язані з нормальним метаболічним процесом бактерій.
Чи є біодеградація порятунком?
Зі збільшенням попиту на продукти, що піддаються біорозкладанню, на ринку з’являються нові альтернативи продукту. Зростає кількість досліджень щодо розробки традиційних продуктів, таких як підгузники, чашки, ручки, кухонне начиння, одяг тощо, у їх біологічно розкладних версіях.
- Перший національний біорозкладний підгузник Herbia Baby має менший вплив на навколишнє середовище і є більш здоровим для дитини
Незважаючи на переваги, які пропонує біорозкладна упаковка, деякі дослідники вважають, що це не найкраща альтернатива для деяких видів відходів. За словами професора доктора Хосе Карлоса Пінто з Федерального університету Ріо-де-Жанейро (UFRJ), екологи помиляються, коли ставляться до пластикових матеріалів як до сміття. Для дослідника залишок має розглядатися як сировина. Усі пластикові матеріали потенційно підлягають переробці та повторному використанню. На думку Хосе Карлоса, державні секретаріати з питань довкілля мають боротися, таким чином, за популяризацію екологічної освіти та за впровадження державної політики щодо вибіркового збирання та переробки сміття; крім того, федеральний уряд повинен впроваджувати політику, яка зобов’язує великих виробників пластмас інвестувати у переробку та повторне використання своєї продукції.
Важливо розуміти, що, якщо пластикові матеріали, такі як харчові та органічні відходи, розкладаються, матеріал, що виникає в результаті деградації (наприклад, метан і вуглекислий газ), опиниться в атмосфері та водоносних горизонтах, що значною мірою сприяє глобальному потеплінню та з погіршенням якості води та ґрунту.
Характеристики біодеградації матеріалу можуть бути дуже корисними для навколишнього середовища, але це не єдине рішення для зменшення утворення відходів. Необхідно вивчити всі наслідки, які деградація даного матеріалу може спричинити для навколишнього середовища, і, крім того, розглянути, що є найбільш ефективним призначенням для даного продукту.
