Проблемы рециклинга пластиков
Опубликовано: 02.09.2018
Сегодня пластик – один из самых популярных материалов. Он успешно используется в самых разных сферах – от упаковки до строительства. Вместе с тем пластиковые отходы, прежде всего одноразовая упаковка, представляют всё большую проблему. Пластик, попавший в природу, сначала распадается на фрагменты, наносящие механический вред животным и растениям, после чего разлагается с выделением вредных веществ.
Основные способы утилизации пластика – захоронение, сжигание, рециклинг (вторичная переработка). Последний наиболее экологичен: с одной стороны, самые совершенные технологии захоронения и сжигания не гарантируют полного отсутствия вредных выбросов, с другой – пластик дает большую нагрузку на окружающую среду на этапе производства из первичного сырья (нефти, газа), и снизить которую возможно только с помощью рециклинга.
Переработка полиэтилена в гранулы
Наиболее эффективной основой для рециклинга бытовых отходов, в частности пластика, является раздельный сбор мусора. В России это явление пока что представлено слабо: в переработку попадает в основном то, что удается «выудить» из потока смешанного мусора, всего около 7% всех пластиковых отходов. Однако отдельные инициативы последних лет позволяют, говорить о накоплении опыта, который можно и нужно учесть при дальнейшем развитии отрасли переработки.
Переработка пластмасс
Рассмотрим те виды пластика, которые чаще всего встречаются среди бытовых отходов.
Прежде всего, это ПЭТ (полиэтилентерефталат), из которого делают хорошо известные всем бутылки для напитков, а также пищевые контейнеры, упаковку типа «коррекс» и т.п. Он обладает высокой теплостойкостью и прочностью, но используется в основном для изготовления одноразовой упаковки. Поскольку в структуре ПЭТ содержится бензольное кольцо, канцерогенное как в изолированном виде, так и в соединениях, этот пластик не стоит многократно использовать для хранения пищевых продуктов, а тем более сжигать.
Вторичная переработка ПЭТ технически проста и распространена во всём мире: бутылки из этого материала визуально узнаваемы, он сравнительно легко очищается от примесей и загрязнений гидромеханическим способом. Сфера применения вторичного ПЭТ очень широка: в зависимости от качества сырья из него можно вновь сделать тару для напитков или бытовой химии, клипсерную ленту, ряд тканей: лавсан, полартек, флис.
Другой распространенный пластик – полиэтилен – существует в двух основных разновидностях: ПНД (полиэтилен низкого давления) и ПВД (полиэтилен высокого давления). В твёрдом виде чаще используется ПНД, из которого делают бутылки, флаконы, канистры и др. Их рециклинг тоже не представляет проблем: ПНД легко узнаваем, а также терпим к примесям ПВД и ПП.
В мягком виде ПВД и ПНД встречаются одинаково часто. Полиэтиленовые пакеты и плёнка теоретически подлежат рециклингу, но на практике их переработка затруднена из-за сложностей сортировки (ПВД и ПНД необходимо отделить друг от друга, а также от мягкого ПП, плёнки-стретч, композитных пластиков) и органических загрязнений.
Полихлорвинил (ПВХ) – механически, термически и электрически устойчивый материал, который часто применяется для электроизоляции, производства спортивного снаряжения и т.п. К его утилизации следует относиться с особым вниманием, так как он содержит хлор – элемент, ядовитый почти во всех соединениях и остающийся неизменным при любой термической обработке. Отходам ПВХ присвоен 4-й класс опасности (прочие виды пластика относятся к 5-му). В ряде стран ПВХ запрещен в качестве упаковочного материала, в России же он нередко используется для упаковки кондитерских изделий.
Рециклинг «пищевого» ПВХ представляет собой проблему: любая примесь может ускорить его разложение в процессе переработки и спровоцировать выделение вредных веществ. Коробки из-под тортов и пирожных, как правило, имеют трудноотделяемые бумажные этикетки, что превращает их в неперерабатываемый и очень опасный вид отходов. Между тем ПВХ в этом случае легко заменить пластиками ПЭТ или ПП.
ПП (полипропилен) химически близок к полиэтилену, но превосходит его по механической прочности и стойкости к ультрафиолету. Это, пожалуй, самый экологичный и безопасный вариант для упаковки продуктов питания. Упаковку ПП можно использовать для хранения продуктов в морозилке и приготовления в микроволновой печи. Её единственный недостаток – мутноватость, которая не позволяет, как говорится, показать товар лицом.
Рециклинг ПП в перспективе может способствовать удешевлению этого качественного и безопасного материала. Но на практике переработчики неохотно берутся за бытовой полипропилен. В чем же причина? Стоит сказать, что изделия из ПП не всегда возможно отличить на глаз от аналогичных изделий из полистирола, ПВХ, ПЭТ, композитов. Кроме того, ПП, как правило, сильно загрязнен пищевыми остатками (так как используется для упаковки сметаны, йогуртов, презервов и т.п.), а также бумажными наклейками, которые от ПП отделить сложнее, чем, скажем, от ПЭТ. При сортировке смешанного мусора выбираются только крупные, легко узнаваемые предметы из ПП – ящики, ведра, тазы. Но и селективный сбор пластика не гарантирует высокого процента переработки. Так, по словам А. Широбокова, представителя компании «Экологика», которая проводит эксперимент по раздельному сбору в петербургском микрорайоне «Северная Долина», из всего ПП, попавшего в контейнеры для пластика, на переработку идёт не более 20%.
Как бороться с этими проблемами? В некоторых землях Германии жителей обязуют самостоятельно мыть ПП-стаканчики из-под йогуртов и сметаны, но широкого распространения такая практика не получила. Многое зависит от дизайна упаковки: важным шагом в сторону рециклинга ПП стал бы отказ от бумажных этикеток и термоусадочной плёнки в пользу печати на пластике.
Сфера применения ПП во многом пересекается со сферой применения ПС (полистирола). Это касается как упаковки, так и других изделий. При этом ПС уступает ПП по всем параметрам: он менее прочный, менее химически и термически стойкий. В его структуре также содержится бензольное кольцо, а вредные вещества он выделяет как при сгорании, так и при разложении. Рециклинг ПС затруднен из-за его непрочности: он сильно крошится при транспортировке, прессовке и мойке, крайне чувствителен к примесям органики, которые при переработке они могут спровоцировать его разложение и даже возгорание. Единственное достоинство первичного ПС – низкая цена. Однако вторичный ПС оказывается дороже вторичного полипропилена. Поэтому можно предположить, что развитие рециклинга ПП могло бы частично вытеснить ПС с рынка упаковки.
Ещё ПС широко применяется во вспененном состоянии, в том числе как амортизатор при упаковке техники и для изготовления пищевых подложек. Подложки чаще всего считаются неперерабатываемыми. В 2015 году они были законодательно запрещены в Нью-Йорке. Этот запрет призван не только разгрузить городские свалки, но и повысить показатели переработки в целом: дело в том, что, попадая в контейнеры для перерабатываемых отходов, пенопласт ломался, крошился и создавал дополнительный засор.
Также среди бытовых отходов встречаются смешанные пластики (композиты). Часто это вакуумные упаковки для закусок – смесь ПЭ и ПЭТ, которая позволяет сохранять нужный состав газа внутри упаковки. Их помечают маркировкой «7», не предполагающей рециклинга. Такую же маркировку имеет и поликарбонат, из которого делают крупные канистры для питьевой воды. Рециклинг подобных канистр затруднён, но, в отличие от ПЭТ, ПК подходит для многоразового использования, что заметно уменьшает его экологический след.
Возможный путь решения проблемы пластиковых отходов – использование биопластиков на основе растительного сырья, при определенных условиях способных полностью разлагаться на безвредные вещества. Важно не путать биоразлагаемый пластик и пластик на основе нефти с добавками, ускоряющими разрушение. Последний быстрее распадается на мелкие частицы, но далее всё происходит по тому же сценарию, что и в случае с обычным пластиком.
Собственно биоразлагаемые пластики, например PLA на основе кукурузного крахмала, в природных условиях разлагаются за пару лет, в компосте – за несколько недель. Но широкого распространения они пока не получили в силу нескольких причин: 1) высокая стоимость, связанная с затратами на получение растительного сырья и производство пластика 2) ограниченная функциональность – биопластики не выдерживают высоких температур и повышенной влажности 3) отсутствие условий для компостирования. На свалке без доступа кислорода биопластик будет разлагаться не быстрее обычного.
В настоящее время ученые работают над уменьшением экономической и экологической ресурсоёмкости биопластиков. Так, в 2015 году бельгийские исследователи предложили использовать для получения PLA катализатор на основе зеолита, который поможет снизить энергозатраты и уменьшить объём производственных отходов. Также проводятся эксперименты по вторичной переработке PLA. Рециклинг биопластика мог бы существенно сэкономить природные ресурсы на стадии получения растительного сырья и снизить стоимость PLA, что сделало бы его более привлекательным для производителей упаковки.
Андрей Мадьяров, Вероника Мадьярова
