2024. October 17.

Mérgezőek a bioműanyagok?

A bioműanyagok az évente előállított több mint 400 millió tonna műanyag (forrás: PlasticsEurope, 2023) mintegy 0,5 százalékát teszik ki. A European Bioplastics 2023 decemberében közzétett tanulmánya szerint az elmúlt évek stagnálását követően a globális műanyagtermelés 2023-ban ismét fellendült. Ezt a fejlődést a növekvő kereslet, valamint a kifinomultabb, igényesebb alkalmazások és termékek megjelenése segítette elő. A globális bioműanyag gyártási kapacitás jelentősen, a 2023-as mintegy 2,18 millió tonnáról 2028-ra körülbelül 7,43 millió tonnára fog nőni (1. ábra).

 

Szinte minden hagyományos műanyaghoz és alkalmazáshoz léteznek bioműanyag alternatívák. A termelési kapacitások a következő öt évben várhatóan továbbra is erőteljesen növekedni fognak, köszönhetően például a politejsav (PLA), a polihidroxi-alkanoátok (PHA) és poliamidok területén mutatkozó jelentős fejlesztéseknek, valamint a polipropilén felhasználás folyamatos bővülésének (2. ábra).

A bioműanyagokat egyre többféle alkalmazásban használják: a csomagolástól és a fogyasztási cikkektől kezdve az elektronikáig, az autóiparig és a textiliparig. A csomagolás továbbra is a bioműanyagok legnagyobb piaci szegmense, 2023-ban a teljes bioműanyag piac 43 százalékát (934 ezer tonna) tette ki (3. ábra).

 

A meglévő termelési kapacitások és a 2023-as tényleges termelés összehasonlítása azt mutatja, hogy a bioműanyag ipar közel teljes kapacitással termel. Bár egyes polimereknél néhol igen jelentős, 60% és 100% közötti eltérések tapasztalhatók, az átlagos kihasználtsági arány 2023-ban 82% volt (1,79 millió tonna termelés a 2,18 millió tonna termelési kapacitással szemben).

KELETKEZIK-E TARTÓS MIKROMŰANYAG SZENNYEZÉS A BIOMŰANYAGOK ÁLTAL?

A mikroműanyagok és azok lehetséges környezeti és egészségügyi hatásai az utóbbi években egyre nagyobb aggodalomra adnak okot. Minden, így a természetből származó vagy a természet által előállított anyag is előbb-utóbb elkopik vagy lebomlik. Ugyanez igaz a mesterséges anyagokra, beleértve a szintetikus polimereket és műanyagokat is. Az egyetlen különbség az, hogy az utóbbiak nem épülnek vissza könnyen a természetes körforgásba – mivel nem ez a természetes eredetük –, hanem hoszszabb ideig megmaradnak a környezetben.

Tekintettel arra, hogy ezek a mikroműanyagok károsíthatják a környezetet és az emberi egészséget, a biológiailag lebontható műanyagok egyre nagyobb jelentőséget kapnak, mint lehetséges megoldás erre a problémára. Bár a biológiailag lebontható és komposztálható műanyagok – mint minden szilárd anyag – használat közben a kopás révén apró részecskéket termelnek, ezek nem olyan tartósan megmaradó mikroszemcsék, mint a hagyományos, biológiailag nem lebontható anyagoké, mivel biológiai úton lebomlanak.

A biológiailag lebontható polimerek előnye, hogy lebomláskor nem erodálódnak tartós másodlagos mikroműanyagokká, mivel a legtöbb természetes környezetben élő mikroba képes ezeket a polimereket metabolizálni. Így a tartózkodási idejük a környezetben lényegesen rövidebb a hagyományos műanyagokkal összehasonlítva. Ily módon segíthetnek a környezeti hatások és a műanyag részecskék felhalmozódásának csökkentésében a különböző élőhelyeken.

A szelektíven gyűjtött biohulladékból előállított komposzt egyre inkább szennyezett a hagyományos műanyagokból származó (mikro)műanyagokkal, amelyeket helytelenül a biohulladékkal együtt ártalmatlanítanak. Az iparilag komposztálható műanyagok segítenek abban, hogy több szerves hulladékot gyűjtsenek szelektíven és nagyobb mennyiségű biohulladékot irányítsanak át a szerves újrahasznosítás felé. Ugyanakkor ez csökkenti a biohulladék hagyományos műanyagokkal való szennyeződését, és végső soron a komposztban lévő fosszilis alapú polimerekből származó mikroműanyagok mennyiségét.

Az ipari komposztálhatósági tanúsítvánnyal rendelkező bioműanyag termékek biológiailag teljesen lebonthatók szén-dioxiddá, vízzé és biomasszává, kevesebb mint 12 hét alatt, összhangban például az EN 1343210 szabványban meghatározottakkal. Ebben az összefüggésben a szétdarabolódás a teljes biológiai lebomlási folyamat szükséges része, kisebb méretű részecskékhez vezet, amelyek nem tévesztendők össze a komposztban tartósan megmaradó mikroműanyagokkal. A szétesett részecskék biológiai lebomlási folyamata még a komposzt nem optimális feldolgozási körülményei között sem áll meg ezen a ponton, hanem tovább folytatódik a talajban.

A biológiailag lebontható polimerek jobb megoldást kínálnak olyan termékekben is, ahol mikroszemcsék vagy mikrogyöngyök hozzáadására van szükség, például bizonyos kozmetikai cikkekben, ezekben a mikroműanyagokat töltőanyagként, bőrradírként vagy emulgeálószerként használják. Többféle biopolimer helyettesíti már a hagyományos mikroműanyagokat, mivel világszerte egyre több országban tiltják a biológiailag nem lebontható anyagokból készült mikroműanyagok használatát.

A szabványosítással is támogatják a kozmetikai termékekhez hozzáadott mikroműanyagok helyettesítésére szolgáló alternatívák létrehozását, ugyanis az az általános nézet, hogy a biológiailag nem lebontható mikroműanyagokat és mikrogyöngyöket be kell tiltani.

A termékekhez szándékosan hozzáadott mikroműanyagok biológiai lebonthatóságát olyan körülmények között kell vizsgálni, amelyek abban a környezetben uralkodnak, ahová a mikrorészecskék nagy valószínűséggel kerülni fognak. Számos szabvány létezik a biológiai degradációs viselkedés meghatározására, emellett átfogó ökotoxicitási tesztnek is részét kell képeznie a vizsgálatoknak.

Egy spanyol tanulmány foglalkozott azzal a kérdéssel, hogy a komposztálható bioműanyagok teljes mértékben lebomlanak-e az ipari komposztálási folyamat során, elkerülve így a mikroműanyagok keletkezését. Az Alcala Egyetem és az Universidad Autonoma de Madrid spanyol kutatói öt hónapon át válogatták és vizsgálták öt ipari komposztáló létesítmény végső komposztját. A vizsgálatokba négy, az EN 13432 európai szabvány szerint tanúsított komposztálható bioműanyagot vontak be. A kutatók két kereskedelemben kapható zacskót, egy élelmiszer csomagolófóliát, valamint a Novamont S.p.A. által szállított Mater-Bi anyagból származó mintát választottak ki.
Bár az elemzett mintákban grammonként 10-30 műanyagot azonosítottak, ezek egyike sem volt az EN 13432 szabvány szerint komposztálható műanyag, ami ezen műanyagok biológiai lebomlását bizonyítja az ipari komposztálás során. Az eredmények nemcsak azt vetítik előre, hogy az ipari komposztálható zacskók biológiailag lebomlanak, hanem azt is, hogy nem járulnak hozzá a mikroműanyag szennyezés okozta problémákhoz.

SZENNYEZIK-E A BIOLÓGIAILAG LEBOMLÓ MŰANYAGOK A MECHANIKAI ÚJRAHASZNOSÍTÁSI FOLYAMATOKAT?

Az iparilag komposztálható műanyagok alapvető szerepet játszhatnak a körforgásos gazdaság megvalósításában, mert egyedülálló lehetőségük van a biohulladék szelektív gyűjtésének előmozdítására. Minél több biohulladékot gyűjtenek szelektíven, annál több kerül az égetésből és a mechanikai újrahasznosításból a szerves újrahasznosításba, ezáltal csökkentve a hulladék- és újrahasznosítási folyamatok szennyezettségét.

A komposztálható műanyagokkal és a mechanikai újrahasznosítási folyamatokra gyakorolt állítólagos negatív hatásukkal kapcsolatban azonban széles körben elterjedt tévhit él. Fontos megjegyezni, hogy jelenleg csak korlátozott számú műanyagot válogatnak újrahasznosításra, amelyek általában a legnagyobb piaci részesedéssel rendelkező műanyagok, mint például a PET, PP, PE és a polisztirol. Ugyanakkor más típusú polimerek is megtalálhatók a válogató létesítményekben, amelyek a kis mennyiség miatt nem kerülnek újrahasznosításra, ezeket külön kell válogatni. Ez azt jelenti, hogy az újrahasznosítási folyamatok lehetséges keresztszennyeződése olyan kérdés, amely mindenféle műanyagot és anyagot érint, nem csak a komposztálható műanyagokat.

Szerencsére a meglévő válogatási technológiák, mint például a sűrűség szerinti szétválasztás és a NIR (közeli infravörös) eljárás, hatékonyan képesek a különböző polimerek, köztük a komposztálható műanyagok szétválasztására. A komposztálható műanyagok főként poliészterek, amelyek sűrűsége és NIRspektruma nagyon eltér a poliolefinekétől, a PET-től és a polisztiroltól. Számos tanulmány kimutatta, hogy a komposztálható műanyagok kiválogatása hatékony, és a válogatás után a szennyezettségi arányuk az újrahasznosítási folyamatban általában nagyon alacsony, 1 százalék alatti. Azt is fontos megjegyezni, hogy az esetlegesen megmaradó komposztálható műanyag szennyeződések nem gyakorolnak negatív hatást az újrahasznosítási áramokra.

A komposztálható műanyagokat szerves újrahasznosításra tervezték. A tanúsítottan komposztálható termékeket a biohulladékkal együtt kell gyűjteni, majd ipari komposztáló és/vagy anaerob lebontó létesítményekben kell kezelni. Minden komposztálható műanyag terméken egyértelmű címkézést kell elhelyezni, hogy elkerülhető legyen a téves hulladékgyűjtés és biztosítható legyen a külön gyűjtés az erre a célra szolgáló hulladékáramban. Az ipari és otthoni komposztálhatóságra vonatkozó szabványok és a kapcsolódó tanúsító védjegyek rendelkezésre állnak.

MÉRGEZŐEK A BIOMŰANYAGOK?

A bioalapú műanyagokból készült termékeknek ugyanazokon a vizsgálati eljárásokon kell átesniük, mint a hagyományos műanyag termékeknek, hogy az Európai Unió piacára kerülhessenek. Ezáltal kizárható a fogyasztók egészségügyi kockázata. A biológiailag lebomlónak vagy komposztálhatónak minősíteni kívánt műanyagok több vizsgálaton esnek át, mint a hagyományos műanyag termékek.

Az EU-ban az élelmiszerekkel érintkező műanyag termékeknek (bioalapú és hagyományos műanyagok) szigorú előírásoknak kell megfelelniük. A 10/2011/EU bizottsági rendelet tartalmazza a kioldódási vizsgálatokra vonatkozó követelményeket. A kioldódási határérték azt a maximálisan megengedett menynyiséget jelzi, amely egy összetevőből az élelmiszerbe kerülhet. A határérték biztosítja, hogy az élelmiszerrel érintkezésbe kerülő anyag ne jelentsen egészségügyi kockázatot a fogyasztók számára. A kioldódási vizsgálaton kívül a többkomponensű anyagok összetételét is ellenőrzik. Csak olyan összetevők és anyagok használhatók fel a gyártásukhoz, amelyek a vizsgálatok alapján biztonságosnak minősülnek.

Az ipari komposztálásra az EN 13432-es uniós szabvány szerint tanúsított, biológiailag lebomló műanyagoknak meg kell felelniük a nehézfémekre és más mérgező és veszélyes anyagokra vonatkozó határértékeknek. Emellett az OECD szabályainak megfelelően ökotoxicitási vizsgálatot is végeznek. Ez az ipari komposzt lehetséges hatásait vizsgálja a növények növekedésére és a mikroorganizmusokra gyakorolt toxicitására.

A talajban biológiailag lebomlónak minősített mezőgazdasági talajtakaró fóliáknak az EN 17033-as uniós szabvány szerint meg kell felelniük a különös aggodalomra okot adó anyagok szigorú irányelveinek. Ez biztosítja, hogy a fóliák nem tartalmaznak különösen veszélyes anyagokat. A nitrifikáció gátlására irányuló további vizsgálat mellett a szabvány magában foglal egy olyan eljárást is, amely kizárja a talajban élő szervezetekre, például a földigilisztákra gyakorolt negatív hatásokat. Az Európai Szabványügyi Bizottság (CEN) által várhatóan hamarosan megjelenő, a hordtáskák otthoni komposztálására vonatkozó szabvány (prEN 17427) újból összefoglalja majd az összes vizsgálati eljárást.

Az az állítás, hogy a bioalapú műanyagból készült termékek káros vegyi anyagokat tartalmaznak, a számos előírt vizsgálat miatt nem állja meg a helyét – foglalható össze röviden.

 

SZERZŐ: DR. LEHOCZKI LÁSZLÓ