Biodegradabilní plasty v systému nakládání s odpady

Plasty jsou v současné době široce rozšířeným materiálem, ale jejich nevýhodou je špatná ekologická udržitelnost. Proto se od 70. let hledají nové materiály, které by je dokázaly nahradit. Jako nejúspěšnější se jeví výroba takzvaných biodegradabilních plastů (nebo obecně bioplastů).

Získáváme je převážně z rostlinných substrátů, mají velkou diverzitu (300 typů) a poměrně rozdílné vlastnosti. V současné době se začínají zavádět do praxe, jejich produkce ale zatím nepřesahuje 1 % celkové výroby plastů.

Práce se zabývá otázkou, jak s těmito materiály nakládat po skončení jejich životnosti. V první části je nastíněno chování biodegradabilních plastů v jednotlivých koncových zařízeních a důsledky z něj vyplývající. Cílem je vybrat tu nejlepší variantu možné likvidace.

Biodegradabilní plasty nejsou vždy vyrobeny z obnovitelných zdrojů. I tradiční plasty vyrobené z ropy mohou být biodegradabilní. Biodegradabilita či složení plastu z obnovitelných zdrojů však nemusí automaticky znamenat, že jsou environmentálně výhodnější.

Biologická degradace bez nastavení definovaných podmínek pro rozklad daných materiálů (teplota, vlhkost, výskyt potřebných mikroorganizmů, doba působení) je velmi pomalá a může trvat několik let. Naopak některé bioplasty jsou z hlediska chování v životním prostředí totožné s "normálními" plasty.

Čtěte také: Badoo a hledání spojení

Biodegradabilní plasty se ukazují jako účinný nástroj v boji proti trvalé kontaminaci mikroplasty v životním prostředí. Na rozdíl od konvenčních plastů, které v přírodě přetrvávají dlouhodobě, se tyto plasty rozkládají na nezávadné složky díky mikrobiální aktivitě.

Podle reportu „Addressing Persistent Plastic Pollution: The Case for Biodegradable Solutions“ se biodegradabilní materiály fragmentují na mikroplasty během rozpadu, ovšem tyto fragmenty jsou přechodné a nadále se postupně mineralizují na oxid uhličitý, vodu a biologickou hmotu.

Studie a případové analýzy z oblasti zemědělství, lesnictví či kompostování potvrzují, že při správném zacházení a dodržování přísných regulačních standardů tyto materiály nezpůsobují dlouhodobou akumulaci.

Například zemědělské mulčovací fólie certifikované podle evropské normy EN 17033:2018 do 24 měsíců přeměňují více než 90 % organického uhlíku na oxid uhličitý.

Report zdůrazňuje klíčovou úlohu regulačních rámců a mezinárodních standardů pro biodegradabilitu a kompostovatelnost, které by zajistily vývoj materiálů splňujících vysoké ekologické normy. Například průmyslové kompostování umožňuje rozklad certifikovaných kompostovatelných plastů během několika týdnů, kdy některé komponenty, jako květináče z kyseliny polylaktické, se rozkládají i za 11 dní.

Čtěte také: Historicky vypadající odpadkové koše

Biodegradabilní plasty tak představují významný krok ke snížení perzistence plastových mikrofragmentů v přírodě, čímž pomáhají omezit znečištění a chránit životní prostředí.

Kompostovatelné plasty

Kompostovatelné plasty patří do skupiny biodegradabilních plastů (BDP). Jejich materiálové vlastnosti musí splňovat podmínky biodegradability podle ČSN EN 13432. Na základě splnění požadavků uvedené normy jsou využitelné ke kompostování.

Optimální životní cyklus mají kompostovatelné plasty vyrobené z derivátů škrobu. Pro jejich výrobu jsou používány široce dostupné obnovitelné zdroje jako kukuřice, obilí, rýže, brambory.

Mezi tyto plasty patří plast z hmoty Mater-Bi, který je ideální pro sáčky a pytle pro oddělený sběr bioodpadu. Pro Mater-Bi byl realizovány laboratorní zkoušky biodegradability podle ISO 14855:1999. U Mater-Bi, ze které se dělají sáčky a pytle pro separovaný sběr (Film Grade), ukázaly výsledky průběh biodegradace odpovídající rozkladu čisté celulozy.

Hodnocení kompostovatelných plastů

Porovnávání vlivu BDP a synteticky vyráběných materiálů na životní prostředí jasně ukázalo, že z pohledu produkce skleníkových plynů a úspor energie mají BDP jednoznačně pozitivní vliv. Způsob likvidace synteticky vyráběných plastů často vede k jejich spalování či skládkování.

Čtěte také: Výzvy v recyklaci tvrzených plastů

Při "likvidaci" BDP je navíc potenciál zisku kompostu či bioplynu. Při nesprávném užití v komerčním zemědělství však mohou mít BDP negativní vliv na zvýšenou eutrofizaci vod, případně na sníženou biodiverzitu (získávání primární hmoty pro výrobu BDP - rostlinná výroba - škrob, kyselina mléčná...)

Konkrétním příkladem je hodnocení životního cyklu kompostovatelných sáčků na bioodpad v souladu s normou ISO 14 040. Byly srovnávány sáčky z různých materiálů, sloužící ke stejnému účelu: sáčky z papíru, z Mater-Bi a z polyetylénu s vysokou hustotou (HDPE).

Jedním ze sledovaných parametrů byla spotřeba energie na 1000 ekvivalentních sáčků v MJ. Zatímco na sáčky z Mater-Bi se spotřebuje 900 MJ, a na HDPE sáčky 1000 MJ, papírové výrobky spotřebují 4800 MJ, což je způsobeno především jejich vysokou hmotností.

Dalším sledovaným parametrem byl celkový příspěvek k oteplování Země GWP (global warming potential), ekvivalent pro 1000 sáčků měřeno množstvím CO2 v kg (největší je u papíru, nejmenší u Mater-Bi). Dále se zkoumaly dopady na životní prostředí jako acidifikace nebo ozónový efekt.

Při hodnocení vlivu odpadů vznikajících od výroby po likvidaci byl zjištěn u Mater-Bi méně příznivý dopad v porovnání s papírem a HDPE při potenciálním zasolování prostředí.

Specialitou kompostovatelných sáčků vyrobených z plastu Mater-Bi je jejich paropropustnost. Tato vlastnost sáčky přímo předurčuje pro použití ke sběru bioodpadů. Pokud je sáček umístěn tak, aby kolem něj mohl proudit vzduch, dochází k vysychání bioodpadu uvnitř sáčku.

Úbytkem vlhkosti se může dosáhnout snížení hmotnosti odpadu až o 40 % za týden, což již může mít reálný ekonomický dopad při svozu a platbách za zpracování bioodpadu. Dochází také ke snížení hnilobných procesů, což vede k úbytku zápašných látek a snížení tvorby plísní.

Studie Univerzity v Insbrucku zkoumala mimo jiné i úbytek hmotnosti u různých systémů sběru bioodpadů v domácnosti. Nejlepších výsledků dosáhl odvětrávaný systém, který se skládal z kompostovatelného sáčku z hmoty Mater-Bi a speciálního odvětrávaného koše BioMat-Combi, u něhož za tři dny došlo k úbytku hmotnosti o 15 %, za sedm dní o 35 % a za dva týdny o celých 52 %.

Tento efekt je důležitý zejména v domácnostech, kde vede k vyšší výtěžnosti i čistotě bioodpadu.

Perspektivy využití

Využitelnost kompostovatelných plastů z hmoty Mater-Bi je limitována jeho stávající cenou. V porovnání s konvenčními plasty z fosilních zdrojů je cena 4-8krát vyšší.

Tento rozdíl je dán nepoměrem cen prvotních surovin a absencí podpory pro využívání obnovitelných zdrojů v tomto segmentu trhu. Vliv má stále ještě relativně komplikovaný způsob výroby biopolymeru.

I přes tyto nepříznivé aspekty již dnes může být používání kompostovatelných sáčků z hmoty Mater-Bi ekonomické, pokud jsou správně používány a pokud jsou vyčísleny veškeré přínosy, které užití těchto sáčků přináší.

Masivní nasazení sáčků má smysl zejména v lokalitách s bytovou výstavbou, kde je při manipulaci s bioodpadem nutné opustit privátní prostor a odpad odnést na určitou vzdálenost do sběrné nádoby. Odpad je v bytech nutno shromažďovat ve vyhrazené nádobě a pravidelně jej vynášet.

Pokud je bioodpad v běžném plastovém koši, většinou v domácnosti velmi brzy zapáchá a obtížně se z nádoby vysypává. Z tohoto důvodu jsou do nádob vkládány běžné polyetylenové tašky, které si obyvatelé bytu přinesli z nákupu. Odpad končí ve sběrné nádobě většinou i s těmito sáčky.

Primární znečištění bioodpadu vede k dalšímu znečišťování jinými nežádoucími odpady, neboť při pohledu do sběrné nádoby je zjevné, že k určitému stupni třídění bude muset stejně dojít.

Do přínosů kompostovatelných sáčků je proto třeba započítat hygienické aspekty (čistá manipulace, snížení hnilobných procesů a zápachu), snížení hmotnosti bioodpadu (poplatky za svoz a zpracování), zvýšení čistoty bioodpadu (není nutná další manipulace před odevzdáním na kompostárnu), zvýšení výtěžnosti (zvýšení efektivity separace a snížení množství biodegradabilních odpadů ve směsném odpadu), celkový environmentální přínos kompostovatelných plastů (v porovnání s konvenčními plasty).

Převést výše uvedené aspekty do čísel je velmi problematické, protože je nutné brát v úvahu mnoho aspektů, které mohou ovlivnit konečnou ekonomiku. Je proto nutné provést posouzení na konkrétních podmínkách v konkrétní lokalitě.

Stávající zkušenosti zejména ze zahraničí (Rakousko, Itálie, Německo, Holandsko) ukazují jednoznačný pozitivní přínos kompostovatelných BDP. V těchto zemích je však ekonomika ovlivněna větším rozdílem mezi cenou kompostování a cenou ukládání odpadu na skládky.

V ČR máme první zkušenosti s používáním těchto sáčků v Jindřichově Hradci, kde lze za největší přínos považovat uspokojivou čistotu bioodpadu. Oddělený sběr bioodpadu je zde realizován na sídlišti Hvězdárna. Obyvatelé sáčky nosí do hnědých nádob. Ty jsou umístěny na veřejném prostranství v "hnízdech" u kontejnerů na směsný odpad.

Srovnání spotřeby energie a příspěvku k oteplování Země pro různé typy sáčků

Možnosti nakládání s odpady z biodegradabilních plastů

Z porovnání recyklace s konvenčními plasty, s kompostováním, anaerobní digescí, spálením nebo uložením na skládku vychází jako nejvýhodnější směřovat jejich odpadní tok do zařízeních na energetické využití odpadu. Několik bioplastů dobře degraduje v aerobních podmínkách kompostáren nebo anaerobních reaktorech bioplynových stanic.

Plošná likvidace univerzálním způsobem je ale z důvodu rozdílných vlastností možná jen procesem spálení.

Na základě všech provedených pokusů bylo zjištěno, že tento rozpad probíhá zásadně pomaleji (případně vůbec neprobíhá), než je deklarováno komerčními výrobci biodegradabilních plastů.

V rámci pokusů realizovaných v projektu bylo zjištěno, že se biodegradabilní plasty nerozpadají v běžně vyráběných kompostech připravených technologií fermentace v pásových hromadách, resp. rozkládají se s obtížemi a za dobu významně přesahující deklarovanou výrobci plastů. Rozpadají se jen plasty vyráběné na bázi PLA ev. škrobu.

Nepotvrdila se tedy hypotéza univerzálního rozkladu biodegradabilních plastů resp. Aerobní kompostování biodegradabilních plastů na bázi polymléčné kyseliny a škrobu vyžaduje složení kompostovacího substrátu z lehce rozložitelné biomasy, s větším obsahem vody a dodržení potřebných podmínek, tj. dostatečné teploty, vlhkosti, pH a aktivní aerace a s podílem (přidaného) degradabilního plastu maximálně 15 % hmotn.

Současně je nutná možnost částečného ovlivňování a úpravy uvedených podmínek v procesu fermentace. Navození podmínek pro rozklad biodegradabilních plastů je možné pouze v řízených bioreaktorech.

V rámci plnění toho cíle bylo vyvinuto zařízení pro stanovení biodegradability jednotlivých plastů a plastových obalů s možností nastavení a ověření nejvhodnějších podmínek pro jejich degradaci (užitný vzor 27781-2015), dále pak substrát ke kompostování biodegradabilních plastů v kompostéru (užitný vzor 28449-2015).

Díky nepotvrzení hypotézy o rozpadu biodegradabilních plastů v běžně vyráběných kompostech, připravených technologií fermentace v pásových hromadách, za dobu deklarovanou výrobcem, není možné počítat s výrobou kompostů s obsahem biodegradabilních plastů v masovém měřítku.

Při posuzování vlivu kompostů na rostliny se při aplikaci experimentálně vyrobených kompostů s přidaným plastem na bázi PLA neprokázal žádný významně pozitivní, ani negativní vliv na růst zemědělských plodin.

V rámci projektu byla zpracována souhrnná odborná zpráva, ve které byly shrnuty veškeré poznatky z ověření možností nakládání s odpady z biodegradabilních plastů. Kromě kompostování, které bylo ověřeno praktickými dlouhodobými pokusy v jiných částech projektu, byla vyhodnocena také možnost recyklace biodegradabilních plastů u zpracovatelů regranulátů a druhotných surovin z plastových odpadů.

Do hodnocení byly promítnuty také zkušenosti z praktické zkoušky anaerobního rozkladu v komerční bioplynové stanici, které zpracovává různé druhy bioodpadů.

V případě kontaminace vyrobených druhotných surovin z plastových odpadů biodegradabilními plasty by mohlo dojít k výraznému snížení poptávky ze strany odběratelů druhotných surovin a také k negativnímu ovlivnění ceny druhotných surovin vyrobených z plastů, jež mohou být kontaminovány biodegradabilními plasty.

Budou-li biodegradabilní plasty sbírány v rámci odděleného sběru bioodpadů, hrozí velké riziko, že se do sběru dostanou také bioplasty, jenž nejsou kompostovatelné. Tato skutečnost by mohla negativně ovlivnit proces kompostování a odbyt vyrobeného kompostu.

Společný sběr a následné zpracování bioodpadu a biodegradabilních výrobků vyrobených primárně na bázi papíru a biodegradabilní plastové vrstvy, se v procesu jak kompostování, tak i bioplynové stanice ukázalo jako plně funkční.

Ponechání biodegradabilních plastů ve směsném komunálním odpadu znamená jejich směřování na zařízení pro energetické využití odpadů nebo skládky. V rámci těchto způsobů nakládání s odpady nemají biodegradabilní plasty žádné potenciální riziko pro odpadové hospodářství.

Pokud by se společně s plastovými odpady sbíraly také biodegradabilní plasty s rozdílnými vlastnostmi od konvenčních plastů, vzrostly by náklady na celkové dotřídění plastů.

V rámci předběžné opatrnosti by na dotřiďovacích linkách byla část konvenčních plastů, které by vypadaly podobně jako biodegradabilní plasty, ponechána ve výmětu a to s ohledem na riziko kontaminace vyráběné druhotné suroviny.

tags: #jarmila #sbiodegradabilni #plasty #v #systemu #nakladani

Oblíbené příspěvky:

• Klimatický cíl Prahy
• Zdroje pro environmentální výchovu
• WC mísa se zadním odpadem
• Inspirativní nápady pro ekoworkshop
• Výzvy v odpadovém hospodářství Angoly