Tworzywa sztuczne zrewolucjonizowały naszą codzienność, jednak związane z nimi problemy, takie jak segregacja, czystość chemiczna czy recykling, stawiają przed nami liczne wyzwania. Współpraca naukowców, producentów oraz konsumentów będzie kluczowa w rozwiązaniu tych problemów, aby zmniejszyć negatywny wpływ tworzyw sztucznych na środowisko.
Jednym z największych wyzwań w recyklingu jest właściwe rozdzielenie i przygotowanie odpadów do dalszej obróbki. W przypadku tworzyw sztucznych jest to szczególnie trudne, ze względu na różnorodność ich składu chemicznego i właściwości fizycznych. Ponadto, rozróżnienie produktów według rodzaju użytego materiału jest problematyczne zarówno dla przeciętnych ludzi, jak i specjalistów z dziedziny tworzyw sztucznych.
Każde tworzywo sztuczne to połączenie wielu polimerów opartych na różnych związkach chemicznych oraz dodatkach, takich jak barwniki, włókna czy inne polimery. Gdy do zakładu sortującego trafia ładunek odpadów plastikowych, segregacja ich według gatunku jest bardzo skomplikowana. Obecnie do sortowania stosuje się technologię podczerwieni (NIR) lub testy gęstościowe (pływanie/tonięcie w wodzie), które jednak nie są w 100% dokładne. Aby tworzywo sztuczne mogło zostać przetworzone, musi być co najmniej 96% czyste pod względem rodzaju polimeru.
Naukowcy z Uniwersytetu w Aarhus, współpracując z firmami Vestforbrænding, Dansk Affaldsminimering Aps i PLASTIX, opracowali nową technologię obrazowania, która pozwala na rozróżnienie 12 różnych rodzajów tworzyw sztucznych. Technologia ta wykorzystuje hiperspektralną kamerę w obszarze podczerwieni oraz uczenie maszynowe do analizy i kategoryzacji rodzaju materiału już na taśmie przenośnika w zakładzie sortującym. Można w ten sposób rozdzielić różne rodzaje tworzyw sztucznych, identyfikując najpopularniejsze materiały stosowane w codziennych produktach.
Niestety nawet najlepsze technologie recyklingu mają swoje ograniczenia. Naukowcy z Brunel University London odkryli, że napoje butelkowane w recyklowanych butelkach plastikowych mogą zawierać nawet 150 różnych chemikaliów, z czego 18 występowało w stężeniach przekraczających dopuszczalne normy. Sugeruje to, że problemy z procesem recyklingu mogą prowadzić do zanieczyszczenia niektórych napojów butelkowanych. Tzw. substancje mające kontakt z żywnością (FCC) są powszechnie występujące w opakowaniach żywności i napojów, a większość z nich uważa się za całkowicie bezpieczne w niskich stężeniach. Niestety, badania brytyjskich naukowców wykazały, że napoje butelkowane w recyklingowanych polietylenowych butelkach tereftalanowych (PET) mogą zawierać wyższe stężenia FCC niż napoje butelkowane w „pierwotnym” PET.
Naukowcy zwracają uwagę na kilka czynników, które mogą powodować obecność FCC w butelkowanych napojach, w tym produkcję pustych butelek, ale także warunki, w których butelki są napełniane, przechowywane, dystrybuowane i wystawiane na półkach, np. przy ekspozycji na wysokie poziomy światła słonecznego lub wilgotność. Aby zmniejszyć ilość chemikaliów występujących w napojach butelkowanych, badanie sugeruje zastosowanie tzw. „superoczyszczania”, które polega na trójstopniowym procesie oczyszczania starych tworzyw sztucznych przed recyklingiem – myciu w wysokiej temperaturze, myciu gazem i myciu chemicznym.
Raport, opublikowany w Journal of Hazardous Materials, wskazuje również, że firmy recyklingowe muszą poprawić sposób zbierania, sortowania i recyklingu butelek PET, a producenci butelek powinni priorytetowo traktować projektowanie pod kątem recyklingu, aby poprawić jakość produktów z recyklingu. Jednak ostatecznym rozwiązaniem jest zaniechanie używania PET.
Zdjęcie przewodnie: www.pixabay.com (Creative Commons Zero (CC0) license – „CC0 Content”)
