2024. September 23.

Tények és tévhitek a bioműanyag és a biszfenol-a csomagolóanyagokról

TISZTÁZZUK A KIFEJEZÉSEKET!

Manapság a hétköznapi életben is egyre többet lehet hallani a bioműanyagokról. Legtöbben a hiper- és szupermarketek zöldséges pultjai mellett találkozhatnak velük. Egyre több helyen a klasszikus, átlátszó polietilén zacskók helyett már csak a többnyire fehéres-sárgás színű lebontható műanyag zacskókat lehet választani a zöldségek elviteléhez. Azonban számos tévhit él ezekkel szemben, ezért először is tisztázzuk, hogy mik azok a bioműanyagok. A European Bioplastics szervezet és az MSZ EN 16575:2015 szabvány alapján egy műanyag alapanyag bio-nak nevezhető, ha az bioalapú vagy biológiailag lebontható, vagy egyaránt bioalapú és biológiailag lebontható. Ezek alapján a bioműanyagok három fő csoportba oszthatók:

• bioalapú vagy részben bioalapú, de biológiailag nem lebontható műanyagok: bioalapú PE, PP, PET, illetve poli(trimetil-tereftalát) (PTT);

• bioalapú és biológiailag lebontható műanyagok: politejsav (PLA), poli(hidroxi-alkanoát) (PHA), poli(butilén-szukcinát) (PBS);

• kőolajalapú műanyagok, amelyek biológiailag lebonthatók: poli(butilén-adipát-ko-tereftalát) (PBAT).

Fontos kiemelni, hogy a bioalapú és a biológiailag lebontható kifejezés nem ugyanazt jelenti. A bioalapú kifejezés csak azt jelenti, hogy az alapanyag vagy a termék részben vagy egészében biomasszából származik. Az MSZ EN 16575:2015 szabvány azt is definiálja, hogy a biomassza olyan biológiai eredetű anyag, amely növényekből, mikroorganizmusokból vagy állatokból származik, azonban nem számít annak a geológiai formába ágyazott vagy fosszilizált (megkövesedett) anyag.

A bioműanyagok gyártása során felhasznált biomassza előállításához általában magas cukor- vagy keményítőtartalmú növényeket használnak: pl. kukorica, cukorrépa, burgonya, búza. Azonban a tévhitekkel ellentétben, a világon a teljes biomassza termelésnek csak a 0,028 százalékát használják fel bioműanyagok gyártására, illetve 1 százalékát bioüzemanyagok előállítására. Az előállított biomasszát döntően takarmányozásra (59%) és élelmezésre (13%) használják fel.

A BIOMŰANYAGOK LEBONTHATÓSÁGÁVAL KAPCSOLATBAN IS SZÁMOS TÉVHIT LÉTEZIK

Arról is lehet olvasni, hogy a bioműanyagok nem bomlanak le, csak széttöredeznek, illetve olyat is hallani, hogy nyugodtan eldobhatók a környezetben, mert úgyis lebomlanak maguktól. De vajon mi az igazság?

A biológiai lebonthatóság (biodegradáció) egy kémiai folyamat, amelynek során a környezetben rendelkezésre álló mikroorganizmusok lebontják a (mű)anyagot természetes anyagokra, pl. víz, szén-dioxid, komposzt. A biodegradáció olyan polimerek esetén megy végbe, amelyek hidrolitikusan instabil kötésekkel rendelkeznek a főláncban. Az ilyen kötésekkel rendelkező funkciós csoportok az észterek, anhidridek és amidok. A bioműanyagok biológiai lebonthatósága jelentősen függ a környezeti tényezőktől (pl. elhelyezkedés, közeg, hőmérséklet, páratartalom), illetve a bioműanyag tulajdonságaitól (pl. molekulatömeg, kristályosság, porozitás) is. Hangsúlyozni kell, hogy a biológiailag lebontható polimereket elsősorban speciális körülmények között történő lebontásra tervezték, ezért más környezetben nem bomlanak le vagy a lebomlásuk nagyon lassúvá válik. A biodegradáció
leggyorsabban komposztban megy végbe. Ezt követi a talaj, az édesvíz, a tengervíz és végül a hulladéklerakó (1. táblázat). Tehát tévhit, hogy a biopolimer hulladék magától lebomlik a környezetben, azt ugyanúgy be kell gyűjteni és kezelni kell.

 

A biológiailag lebontható polimereket gyakran össze szokták mosni, keverni az oxidatív úton lebomló (valóságban csak aprózódó) műanyagokkal. Az utóbbiak jelentős mértékben hozzájárultak a mikroműanyagok keletkezéséhez, ezért az egyszer használatos műanyagokról szóló 2019/904 irányelv (Single Use Plastics Directive) 2021. július 3-tól kivezette őket a piacról.

HOVA TOVÁBB? HOVÁ KERÜLJÖN A SZELEKTÍV GYŰJTÉSBEN?

A biopolimerek esetén gyakran felmerülő kérdés, hogy életciklusuk végén melyik hulladékgyűjtő edénybe kerüljenek, miképpen lehet őket újrahasznosítani. Ennek megválaszolásához érdemes a különböző bioműanyagok típusait két csoportra bontani. A hagyományos műanyagok bioalapú változatai – mint például bio-PE, bio-PET – technikailag egyenértékűek a fosszilis eredetű társaikkal. Az egyetlen különbség a kiinduló anyag forrása, ami általában bioetanol. Ezek az anyagok a hagyományos társaikkal együtt egy hulladékáramban újrahasznosíthatók, tehát elhelyezhetők a sárga fedelű szelektív edényben. Ezzel szemben, Magyarországon a biológiailag lebontható polimerek – függetlenül attól, hogy bio- vagy kőolaj alapúak – visszagyűjtése és kezelése már nehézkesebb. Ennek egyrészt oka, hogy csekély a mennyiségük: a Magyar Műanyagipari Szövetség adatai szerint 2020-ban 529 tonna PLA-t és 220 tonna keményítőalapú kompaundot dolgoztak fel a hazai cégek. Ez azt jelenti, hogy a Magyarországon feldolgozott polimereknek csupán kb. 0,1 százaléka biológiailag lebontható polimer, amely hasonló a nemzetközi adathoz (kb. 0,2%).

Alapvetően a biológiailag lebontható műanyagok ugyanúgy újrahasznosíthatók, mint a PET palack vagy a PE és PP fólia. Azonban számos kutatás kimutatta, hogy csekély mennyiségük miatt a szelektív műanyag hulladékáramba kerülve csak rontják a hagyományos műanyagok újrahasznosíthatóságát.

Külföldi példák alapján szelektíven gyűjthetők lennének komposztálási céllal a bio- és a kerti zöldhulladékkal együtt is, azonban Magyarországon erre még csak korlátozottan van lehetőség. Emiatt napjainkban hazánkban még nincs általános érvényű jó megoldás a biológiailag lebontható polimer hulladék lakossági gyűjtésére és kezelésére.

A JELÖLÉSEKKEL SEM VAGYUNK TISZTÁBAN?

A bioműanyagok mellett a biszfenol-A-val (BPA) kapcsolatban is számos tévhit kering a köztudatban. A BPA-mentes jelölés széles körben elterjedt a fogyasztói termékeken, gyakran olyan termékeken is, amelyekben eleve nem használnak BPA-t: például polietilén (PE) vagy polipropilén (PP) alapú termékeken. Ennek több indoka is van. Először is, a BPA-mentes jelölés növeli a termékek iránti bizalmat, mivel a fogyasztók egyre tudatosabban választják az egészségbarát alternatívákat. Másodszor, a gyártók ezen jelöléssel kívánják megkülönböztetni termékeiket a versenytársakétól még akkor is, ha az adott termék BPA-tól mentes. Végül, a szigorodó szabályozások és a BPA alternatívák keresése további ösztönzést ad a BPA-mentes címkék alkalmazására. Fontos azonban megjegyezni, hogy a BPA-t helyettesítő anyagok – mint például a biszfenol-S (BPS) és a biszfenol-F (BPF) – hasonló endokrin zavarokat okozó hatásokkal rendelkezhetnek, ezért a szakemberek számára elengedhetetlen, hogy naprakész tudással rendelkezzenek a BPA-ról és annak alternatíváiról, valamint folyamatosan nyomon kövessék a szabályozási változásokat és kutatási eredményeket.

 

De mi is az a BPA? A biszfenol-A (BPA) egy széles körben használt vegyipari alapanyag, amelyet elsősorban a polikarbonátok és epoxigyanták előállításához alkalmaznak. Mivel a polimerizációs reakciók sosem 100 százalékos konverzióval mennek végbe, a polimer termékben maradhat kis mennyiségű elreagálatlan monomer. Ez a BPA esetén azért jelent gondot, mert a kémiai szerkezete hasonló az ösztrogénéhez, így kötődni képes az ösztrogén receptorokhoz és módosíthatja a hormonális jelek átvitelét (1. ábra). Ez a hormonális egyensúly felborulásához vezethet, különösen érzékeny populációkban, mint például csecsemők, gyerekek és terhes nők esetén. Az Európai Unió szigorú szabályozásokat vezetett be a BPA használatának korlátozására, főleg az élelmiszercsomagolásokban és a gyermekgondozási cikkekben. A BPA szerepel a REACH (Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals) rendelet igen nagy aggodalomra okot adó anyagok (SVHC) listáján. Az élelmiszerrel érintkező anyagokat szabályozó EU 10/2011 rendelet meghatározza a BPA maximális migrációs határértékeit élelmiszercsomagolások esetében. Élelmiszerekkel érintkezésbe kerülő anyagokból csak korlátozott mennyiség (0,05 mg/kg) oldódhat ki az élelmiszerbe. A BPA használata 2011 júniusa óta EU-szerte tilos a cumisüvegekben. 2018 szeptembere óta pedig a csecsemőknek és a 3 év alatti gyermekeknek szánt élelmiszereket tartalmazó műanyag palackokban és csomagolásokban is. A 3 éves kor alatti gyermekek számára készült játékokból, valamint a gyermek szájába adandó játékokból kioldódó BPA mennyiségére vonatkozó kioldódási határérték 0,04 mg/l BPA. Az Európai Élelmiszerbiztonsági Hatóság (EFSA) 2023 áprilisában újraértékelte az élelmiszerekben lévő BPA-val kapcsolatos közegészségügyi kockázatokat és napi 0,2 nanogrammban állapították meg a tolerálható napi bevitelt testtömeg-kilogrammonként a korábbi, napi 4 mikrogramm testtömeg-kilogrammonkénti ideiglenes szint helyett.

 

Szerzők:

Gere Dániel – Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Gépészmérnöki Kar, Polimertechnika Tanszék, 1111 Budapest, Műegyetem rkp. 3.

Toldy Andrea – MTA-BME Lendület Fenntartható Polimerek Kutatócsoport