Mezi odbornou veřejností je dobře známo, že se EKO-KOM věnuje celé řadě rozborů různých odpadů, při nichž analyzuje jejich skladbu. Například o skladbě směsného komunálního odpadu se na našem Infoservisu můžete dočítat pravidelně - naposledy zde. EKO-KOM jakožto autorizovaná obalová společnost (AOS) proto potřebuje podíl obalů v tocích tříděných odpadů nebo druhotných surovin stanovovat pravidelně. A právě rozbory jsou jednou z běžných metod, jež se za tímto účelem používá.
Rozbory jsou pro EKO-KOM významné také proto, že jejich prostřednictvím může sledovat vývoj třídění odpadů, změnu spotřebitelského chování nebo odlišné charakteristiky různých způsobů třídění odpadu. Metodika, podle níž se dnes při rozborech postupuje, je pravidelně aktualizována nejen na základě nových výzkumných požadavků, ale zejména s ohledem na praktický vývoj odpadového hospodářství. Metodika rozborů a výsledky provedených analýz jsou součástí pravidelných kontrol AOS ze strany MŽP.
Při přípravě jakýchkoli rozborů je nejprve nutné si ujasnit, k jakým účelům mají výsledky sloužit. EKO-KOM provádí rozbory za účelem stanovení průměrné roční celorepublikové skladby odpadů a sledování jejího vývoje v čase. I přesto je nutné pamatovat, že základní charakteristikou všech komunálních odpadů je velká proměnlivost jejich skladby. Právě kvůli této heterogenitě je potřeba analyzovat obvykle větší množství vzorků, aby bylo možné výsledky považovat za reprezentativní. EKO-KOM proto analyzoval v roce 2022 téměř 150 vzorků komunálních plastových odpadů, v roce 2023 už ale bezmála 180 vzorků plastů a další stovky vzorků jiných odpadů.
Jakmile je stanoven plán vzorkování pro celý rok a příslušné vzorky jsou partnerskými svozovými firmami připravené, je možné přistoupit k samotné manuální analýze skladby. Pochopitelně je nezbytné dobře definovat všechny jednotlivé látkové skupiny, které mají být rozlišovány. Jejich přesná specifikace je velmi důležitá k tomu, aby analýzy prováděné různými týmy pracovníků byly vzájemně porovnatelné. Při rozborech komunálních plastů EKO-KOM nyní rozlišuje 19 látkových skupin, ale třeba u SKO se jedná o 47 skupin.
Při samotné analýze jsou jednotlivými pracovníky všechny kusy odpadu v připraveném vzorku ručně roztříděny do definovaných skupin. U každé skupiny je do terénních protokolů zaznamenána hmotnost a případně také objem.
Čtěte také: Metodiky analýzy podzemních vod
Výsledky v tabulce níže nám říkají, že vážený průměr podílu fólií v komunálních plastových odpadech v ČR v roce 2022 zjištěný z vybraných vzorků byl 27,0 % hm. Hodnota mediánu nám pak říká, že přesně polovina vzorků obsahovala méně než 23 % hm. fólií a přesně polovina vzorků obsahovala více než 23 % hm. fólií. Pokud bychom ale analyzovali absolutně všechny plastové odpady tohoto typu vyprodukované za celý rok 2022 v celé ČR, zjištěná hodnota by s 95% pravděpodobností byla mezi 24,3 % hm. a 29,1 % hm.
Popsaný proces je nezbytnou součástí fungování Systému EKO-KOM, bez něhož by nebylo možné vypočítat míru recyklace plastových obalů nebo stanovit podíly obalů určených k proplacení jednotlivým partnerům Systému. Analýzy jsou prováděny tak, aby reflektovaly proměnlivost odpadu napříč územím ČR v každém roce. Za pomoci statistických metod je pak stanovena průměrná skladba odpadu, která je v souladu s legislativními požadavky považována za reprezentativní vůči relevantním odpadovým tokům.
V současném životním cyklu plastových výrobků existují mezery. V Evropě se ročně vyprodukuje celkem 30 milionů tun plastového odpadu, z nichž se shromáždí kolem 29 milionů tun. Většina shromážděného plastového odpadu se spaluje (43 %) nebo skládkuje (25 %), pouze 32 % použitých plastů se recykluje.
Sdružení Chemical Recycling Europe (CRE) definovalo chemickou recyklaci jako jakoukoli recyklační technologii, která přímo ovlivňuje složení polymerového odpadu nebo samotného polymeru a přeměňuje je na chemické látky či produkty, ať už pro jejich původní účel, nebo jiné účely s výjimkou energetického využití. Na základě těchto mechanismů jsou hlavními technologiemi chemické recyklace technologie používající rozpouštědla, včetně dekompozice a solvolýzy. Kromě toho se rovněž uplatňuje pyrolýza, která přeměňuje plast zpět na olej.
Naproti tomu technologie chemické recyklace mohou zpracovávat směsný odpad a odstraňovat kontaminující látky (aditiva, přísady). Dosahují výsledků srovnatelných se surovinami. Komplexní oběhové hospodářství se proto neobejde bez chemické recyklace.
Čtěte také: Zdroje rizik a ohrožení
Necelou polovinu plastových odpadů představují špatně recyklovatelné plasty, které lze už jen skládkovat nebo použít jako alternativní palivo (TAP). Mezi problematické plastové materiály patří zejména různé druhy folií mimo LDPE. Dále znečištěné plasty, černé plasty a drobné úlomky plastů cca do 10 cm.
Pozitivní změna nastala při třídění plastu v domácnostech, kde se neustálou edukací a informovaností zlepšuje objem správně tříděného obalového plastu. V komunálním plastovém odpadu tvoří plastové obaly zhruba 68 % hmotnosti. Motivací pro používání jednodruhových a dobře recyklovatelných plastových obalů je ekomodulace.
Aktuálním úkolem pro sektor odpadového hospodářství ve spolupráci se zákonodárci je vytvoření politického a legislativního rámce pro urychlení realizace technologií chemické recyklace.
Recyklace plastů společně s efektivní a správnou likvidací pevného plastového odpadu představují klíčové body v procesu postupného snižování množství plastů z životního prostředí. Identifikace a klasifikace plastových materiálů, jejich příměsí a nečistot, hraje v tomto procesu důležitou roli a umožňuje efektivní nakládání s plastovými odpady. Vzhledem k faktu, že celosvětová spotřeba plastů neustále roste, je efektivní likvidace pevného plastového odpadu zásadní otázkou udržitelného odpadového hospodářství, která minimalizuje negativní dopady plastů na životní prostředí.
Pro efektivní recyklaci je nezbytné znát složení polymerů obsažených v odpadu. Kvalitní identifikace a třídění materiálů před recyklací může také minimalizovat negativní dopady na požadované vlastnosti polymerů a umožnit vytvoření kvalitního recyklátu.
Čtěte také: Městské klima Brna
Infračervená spektroskopie obecně představuje efektivní metodu pro identifikaci organických látek. Je unikátní svou jednoduchostí a rychlostí, ale především nedestruktivní povahou analýzy, kterou lze využít jak pro kvantitativní, tak kvalitativní stanovení látek. Pro analýzu polymerních materiálů, identifikaci plastů a určení charakteru neznámých směsí polymerního odpadu se používá především technika ATR-FTIR spektroskopie (Attenuated Total Reflectance). Identifikace plastů a jejich příměsí může být provedena dvěma způsoby. Spektrum může být porovnáno s knihovnou spekter, což je databáze naměřených spekter standardů. Pokud není v knihovně nalezena shoda, nebo je potřeba zjistit bližší informace o vzorku, přistupuje se k identifikaci dle jednotlivých pásů.
Při výrobě polymerních materiálů jsou používána různá aditiva pro zlepšení jejich vlastností. Některé z nich, například ftaláty, však mohou být velmi nebezpečné. Ftaláty patří do skupiny esterů kyseliny ftalové a mají široké spektrum průmyslových aplikací. Především jsou využívány jako plastifikátory při výrobě plastových materiálů, kde zlepšují jejich měkkost, pružnost, flexibilitu a odolnost. Využívají se pro výrobu PVC, vinylu, ale také u dalších materiálů. Nepříznivý vliv těchto látek na zdraví lidí a zvířat je již jasně popsán.
Při analýze domovního odpadu, recyklovaného odpadu a původních plastů bylo zjištěno, že ftaláty jsou identifikovány ve většině těchto plastů. Nejčastěji jsou v polymerních odpadech detekovány dibutyl-ftalát (DBP), diisobutyl-ftalát (DiBP) a di(2-etylhexyl)-ftalát (DEHP). Během recyklace plastových materiálů se tedy ftaláty dostávají do recyklátu, což má za následek hromadění množství ftalátů, kterému je populace vystavována. Pokud je recyklát následně používán na plastové výrobky citlivé na obsah ftalátů, jako jsou například hračky nebo potravinové obaly, je nutné v těchto materiálech přítomnost ftalátů pečlivě sledovat.
Vzhledem k tomu, že ftaláty jsou organické sloučeniny s nenulovým dipólovým momentem, je možné je stanovit pomocí infračervené spektrometrie. V infračerveném spektru lze nalézt dvě oblasti, které jsou pro ftaláty specifické.
Pyrolýza je termický proces, který působením tepla rozkládá organické látky bez přístupu kyslíku. Jedná se o fyzikálně-chemický děj, řadící se mezi technologie, které působí na odpad teplotou, která přesahuje mez jeho chemické stability.
Produkce plastů neustále roste. Fenoménem zejména poslední doby je však nedostatek materiálu. Otázka recyklace tak ještě více nabývá na významu. Evropa však zdaleka nedisponuje potřebnou mírou recyklačních kapacit.
„Termochemická recyklace plastového odpadu je uznávanou terciární, nebo recyklační cestou suroviny, při které se plastové odpadní materiály zpracovávají zpět na výrobu základních petrochemikálií, které lze použít jako surovinu pro výrobu primárního plastu, nebo rafinovaných paliv,“ vysvětluje RNDr. Radek Hořeňovský, předseda klastruWASTen.
Ačkoli mechanická recyklace vysoce převyšuje ostatní používané recyklační metody, nedokáže si efektivně poradit s plastovým komunálním odpadem. Problematická je různorodost použitých materiálů i omezení při opakované recyklaci u většiny plastů. Pro chemickou recyklaci tyto aspekty nepředstavují problém.
Polyethylen ve všech formách (HDPE, LDPE, LLDPE) je hlavní složkou plastového komunálního odpadu. Vedle majoritní kapalné frakce po termochemické recyklaci plastů je jejím vedlejším produktem frakce plynná, tedy směs plynů.
„Získaná kapalná frakce má velký potenciál recyklovat zpět do petrochemického průmyslu jako surovina pro výrobu nových plastů, nebo výrobu rafinovaných paliv,“ dodává Radek Hořeňovský.
Výtěžky a vlastnosti konečného kapalného produktu termochemické recyklace závisí na složení plastového odpadu. Požadovaných vlastností konečných produktů lze dosáhnout odpovídajícím smícháním plastových odpadů. Sofistikované technické řešení současných technologií termochemické recyklace však umožňuje zpracovat široké spektrum odpadních plastů ve směsi a výsledkem je kapalný produkt stabilní požadované kvality.
V Evropě je v současné době recyklováno přibližně asi jen 10 % plastového odpadu, a to většinou mechanickou recyklací. Metody termochemické recyklace by mohly podíl recyklace odpadních plastů významně zvýšit. Na rozdíl od mechanické recyklace dokáže metoda termochemické recyklace zpracovat i směsi odpadních plastů. Kompozitní materiály, které by za běžných podmínek skončily na skládce nebo ve spalovně, mohou být recyklovány právě termochemicky.
Význam termochemické recyklace spočívá zejména v enviromentální rovině, protože tvoří ekologickou alternativu k metodám běžného spalování a neefektivnímu skládkování.
Nutnou podmínkou je dostatečně vysoký rozdíl mezi energetickým vkladem do primární výroby a do recyklace. V tomto ohledu jednoznačně vede hliník následovaný ostatními kovy. Naštěstí se všechny polymerní materiály vyznačují vysokým energetickým obsahem daným jejich chemickým složením, a tak vždy zbývá jako poslední možnost jejich zhodnocení energetické. Přes uvedené nepříznivé okolnosti byla do průmyslové praxe úspěšně zavedena řada recyklačních postupů a polymerní materiály jsou recyklovány již desítky let.
Všechny důležité a prakticky užívané názvy jednotlivých druhů plastových odpadů a způsobů jejich zhodnocení jsou jednoznačně definované normou ČSN 64 0003 (Plasty. Zhodnocení plastového odpadu. Názvosloví). Surovinové zhodnocení polymerního odpadu, většinou směsného charakteru, představuje jeho přeměnu na základní suroviny chemického průmyslu nebo paliva, většinou tepelným rozkladem nebo hydrolytickými, ev.
Realita je však taková, že recyklovat lze jen některé druhy plastového odpadu, pro které jsou splněny základní technické a ekonomické podmínky. Technologické odpady jsou buď přidávány přímo k primárnímu materiálu, nebo se z nich vyrábějí stejné výrobky, avšak v nižší kvalitativní třídě. V tomto případě jde vždy o primární recyklaci. Složitější je to již s recyklací průmyslového odpadu, zvláště pokud sestává z více druhů polymerů.
Uživatelský odpad obyvatelstvo dobrovolně třídí z komunálního odpadu a tvoří ho především použité plastové obaly a plastové výrobky s kratší dobou životnosti. Materiálově sestává ze směsi komoditních plastů (tj. HDPE, LDPE, PP, PET, PS) s převažujícím podílem polyolefinů a malou příměsí konstrukčních plastů (ABS, PA, PBT, PC). (1) Vzhledem k obrovskému objemu uživatelského plastového odpadu má jeho zhodnocení celospolečenský význam, ale zároveň představuje z hlediska technologie recyklace nejsložitější problém.
Podle výročního shrnutí EKO-KOM bylo na trh v ČR v roce 2018 uvedeno 1 187 087 tun obalů pro jedno použití, z čehož bylo 22 % obalů plastových, tj. 261 159 tun. Ze stejného zdroje vyplývá, že z tohoto množství bylo 67 %, tj. 174 977 tun, recyklováno.
Pro recyklaci PET lahví existuje řada postupů. Všechny postupy B2B jsou založeny na důkladném vyčištění suroviny (PET-flakes) a jejím následném zpracování v tavenině tak, aby nedocházelo ke štěpení řetězců PET. Mechanické vlastnosti PET (platí to i pro všechny ostatní polymery) jsou totiž strmě závislé na molární hmotnosti, a tedy délce řetězců polymeru.
V České republice realizovala v roce 2005 firma Plastic Technologies and Products, s. r. o., v Jílovém u Prahy vlastní modifikovaný postup B2B založený na prodlužování řetězců PET reakcí s vícefunkčními silikony. Na Slovensku v Kolárově je od roku 2004 v provozu závod na B2B recyklaci společnosti Sledge Slovakia.
Velké objemy PET lahví jsou zpracovávány na vlákna. Plně postačující formou suroviny pro tento způsob recyklace je vytříděná a dobře vypraná drť odpadního PET. Tímto postupem je možné získat střiž v kvalitě vyhovující i pro textilní zpracování na oděvy. Největší množství odpadního PET se však zpracovává na technické textilie, zvláště pak na ty netkané, a na vláknité výplně nacházející poměrně široké uplatnění jako čalounický materiál. Tyto výrobky se ve velké míře uplatňují ve vnitřní výbavě automobilů.
Polyetylenové fólie jsou tříděny podle barvy (bezbarvé a barevné) a přepracovány opět na materiál pro výrobu fólií (primární recyklace). Postup sestává z mletí fólií na nožových mlýnech, praní, sušení a zpracování extruzí na granulát. Extrudery musí být vybaveny filtrací taveniny, kde se zachytí zbytky nežádoucích příměsí.
Zpracování zbývající směsi plastů po vytřídění PET lahví a PE fólií je obtížnější. Recyklace polymerních směsí prostým míšením jejich taveniny nevede k požadovaným užitným vlastnostem výsledného materiálu.
Mechanické a estetické vlastnosti recyklátu směsi plastů významně omezují rozsah jeho aplikací na masivní dílce, které nahrazují dřevo nebo beton a nacházejí uplatnění především v pozemním, dopravním a vodním stavitelství a v zemědělství. V angličtině jsou tyto výrobky označovány jako „plastics lumber“, tedy doslova „plastové řezivo“. Vhodné české pojmenování tohoto druhu výrobků se doposud nenašlo.
Hlavní výhodou výrobků z recyklátů je jejich chemická a biologická odolnost, která je nesrovnatelně vyšší než odolnost klasických materiálů. Tím také odpadají jakékoliv nároky na povrchovou ochranu výrobků proti účinkům vody, povětrnosti a půdním mikroorganismům, což eliminuje náklady na údržbu v aplikaci. Je zřejmé, že zlepšení mechanických vlastností recyklátu směsi plastů by podstatně rozšířilo jeho uplatnění i na výrobky s vyššími nároky na kvalitu, a tím i na dosažení vyšší prodejní ceny zpracovaného materiálu.
Dobré mechanické vlastnosti směsí nemísitelných polymerů jsou podmíněny vysokou mezifázovou adhezí a co nejmenšími částicemi dispergované fáze. Výsledkem kompatibilizace je stabilizace vzniklé struktury materiálu. Tyto vazby se vytvářejí obvykle přídavkem další složky, tzv. kompatibilizátoru.
Pro co nejúčinnější využití surovinového a energetického vkladu do panenského polymerního materiálu je předurčena fyzikální recyklace. Obecně je fyzikální (materiálová) recyklace založena na dodání tepelné a mechanické energie a aditiv (stabilizátorů, barviv, případně i plniv), nutných pro přetvoření odpadní suroviny na nový materiál s mechanickými i estetickými vlastnostmi blízkými panenskému polymeru.
Na operace čištění, separace cizích látek a zdrojů kontaminace, mletí a přetavení se spotřebuje přibližně 15 % ekvivalentní energie panenského materiálu. Ekonomický efekt recyklace se však strmě snižuje s omezováním praktického uplatnění recyklátu v důsledku jeho nižší kvality.
Fyzikální recyklace zahrnuje procesy od mletí upotřebených výrobků přes následné tepelně-mechanické zpracování meliva na granulát po další zpracování obvyklými plastikářskými technologiemi. Na znečištění nejsou naopak citlivé chemické procesy recyklace a některé procesy (např. metanolýza PET „PETREC“ fy DuPont) snášejí až 10 % nežádoucích příměsí.
Chemolýzou polykondenzátu je možné získat buď přímo monomerní, nebo oligomerní produkty vhodné (po nezbytném přečištění) k polykondenzaci nového polymeru. Na chemolytickém procesu je také založeno zužitkování odpadního PET na suroviny pro chemickou výrobu jiných materiálů, např. bis-(hydroxybutyl)tereftalát pro výrobu polybutylentereftalátu (PBT), polyoly pro výrobu polyuretanů, nenasycené polyesterové pryskyřice pro výrobu reaktoplastů a další.
Obecně lze říci, že co nejde recyklovat fyzikálně, jde recyklovat chemicky. Co nejde recyklovat chemicky, může být zhodnoceno surovinově (např.
Ekonomika recyklačních provozů závisí na tržní ceně finálního produktu. Pokud se výrobní náklady na recyklaci blíží ceně produktu, je ekonomicky odpovědné na recyklaci zapomenout. Největší překážkou výstavby a provozu nových technologických zařízení pro recyklaci plastů je však příslušná legislativa jak na úrovni České republiky, tak na úrovni Evropské unie.
Splnění všech povinností nezbytných pro povolení výstavby technologické jednotky zabere celá léta a výjimkou není ani desetiletý proces, který nadto často končí zamítnutím. Recyklační provoz je dále stíhán kontrolami ze strany státní správy, které se zaměřují na dodržování všech možných předpisů stran odpadů, dodržování emisních limitů, hygienických a bezpečnostních předpisů.
Žádnou podporu nenachází podnikání v recyklaci ani u místní samosprávy, které je naopak takový závod v katastru obce trnem v oku.
| Látková skupina | Podíl [% hm.] |
|---|---|
| Fólie | 27,0 |
| Směsné plasty | 23,0 |
| PET lahve | 20,0 |
| HDPE obaly | 15,0 |
| PP obaly | 10,0 |
| Ostatní | 5,0 |
tags: #analyza #plastoveho #odpadu #slozeni