В настоящем исследовании авторы раскрывают проблему загрязнения пластиковыми отходами, а также знакомят читателя с основными видами пластика, встречающегося среди бытовых отходов.
Ключевые слова: переработка пластмасс, загрязнение, ТКО, управление отходами.
Присущая пластмассам на нефтяной основе не поддающаяся биологическому разложению природа представляет собой опасную угрозу для окружающей среды из-за их обилия в потоке отходов. Отходы пластмасс постоянно загрязняют окружающую среду и обостряют проблемы, связанные со здоровьем населения. Наличие пластика в потоке твердых коммунальных отходов создает серьезные проблемы, особенно без эффективного управления отходами. Во многих странах накапливаются огромные пластиковые пирамиды из отходов, требующие надлежащей утилизации; однако из-за дороговизны технологических процессов изменений не происходит.
Актуальность проблем охраны окружающей среды, связанных с утилизацией полимерных отходов, заключается, с одной стороны, с их незаменимостью (благодаря уникальности их физико-химических и потребительских свойств), а с другой стороны, с огромными объемами их производств и изделий из них, которые, в конечном счете, переходят в разряд отходов, опасных для окружающей природной среды. В частности, большое количество полиэтилена перерабатывается в пленочные материалы, с которыми мы встречаемся в быту повсеместно. Это и различные упаковочные материалы — сумки для продуктов, пакеты; различные контейнеры для хранения различных продуктов (от воды до минеральных масел), которые, выполнив свои функции, выбрасываются и нарушают естественный круговорот веществ в природе. Проблема усугубляется еще и тем, что промышленные синтетические полимеры, такие как полиэтилен, полипропилен, полистирол, полиамиды, полиэфиры и др. в обычных условиях являются весьма устойчивыми химическими соединениями. Многие из них способны выдерживать воздействие солнечного излучения и кислорода воздуха в совокупности с воздействием тепла и влаги в природных условиях в течение десятков лет без заметного химического разрушения. Из полимеров, подвергающихся разрушению, образуются фрагменты, которые сохраняются довольно длительное время в окружающей среде и загрязняют ее в течение многих лет [1] .
Согласно статистике в мире 1950 по 2020 год было произведено около 6,3 млрд тонн пластика, из них было переработано около 9 %, а сожжено — 12 %.
Пластмассы состоят из широкого спектра химических соединений, образующих различные продукты, и различные пластиковые смолы сложно дифференцировать. Это создает проблемы при сборе, разделении и переработке твердых пластиковых отходов. По данным Программы ООН по окружающей среде, ежегодно во всем мире в океаны сбрасывается около восьми миллионов тонн пластика, который убивает морскую флору и фауну, а также проникает в пищевую цепочку человека. Долговечность пластмасс приводит к их накоплению и устойчивости в окружающей среде с расчетной скоростью более 25 миллионов тонн в год.
Управление пластмассами, извлеченными из ТБО, является наиболее сложной отраслью промышленности из-за постоянного увеличения количества пластмасс, извлеченных из ТБО, сложности биоразлагаемости и ее опасного воздействия на общество. Растущий спрос на пластмассы привел к скоплению пирамид пластмассовых отходов на свалках, которые заняли обширные пространства, тем самым внося свой вклад в экологические проблемы [1] .
Рассмотрим те виды пластика, которые чаще всего встречаются среди бытовых отходов.
ПЭТ (полиэтилентерефталат) — материал, из которого производят бутылки для напитков, пищевые контейнеры, упаковку типа «коррекс» и т. п. Физические свойства — 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 нельзя многократно использовать для хранения пищевых продуктов [2] .
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 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 [2] .
ПП (полипропилен) химически близок к полиэтилену, но по свойствам превосходит его по механической прочности и стойкости к ультрафиолету. ПП — самый экологичный и безопасный вариант для упаковки продуктов питания. Упаковку из полипропилена можно использовать для хранения продуктов в морозилке и приготовления в микроволновой печи.
Рециклинг ПП в перспективе может способствовать удешевлению этого качественного и безопасного материала. Но на практике переработчики неохотно берутся за бытовой полипропилен. Стоит отметить тот факт, что изделия из ПП не всегда возможно визуально отличить 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 [2] .
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 [2] .
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.
Загрязнение пластиком является серьезной проблемой в современном обществе. Многие из потребительских товаров упакованы в пластиковую тару, что приводит к образованию огромного количества пластиковых отходов ежегодно. Чтобы решить эту проблему, человечество должно изменить свое поведение в отношении потребления таким образом, чтобы значительно сократить количество пластиковых отходов.
Краткосрочные цели могут включать устранение ненужной упаковки, которую трудно или невозможно переработать, и расширение использования многоразовых систем для транспортировки и хранения товаров. В долгосрочной перспективе человечеству необходимо изменить потребительские привычки. Например, покупать меньше продуктов переработки и готовых блюд, которые оставляют после себя так много отходов.
В настоящее время появилась тенденция на поиск современных решений в области утилизации пластиковых отходов. Эти технологии направлены на то, чтобы предложить решение, которое сможет поспособствовать устойчивому управлению отходами, одновременно способствуя переработке ТБО и эффективному преобразованию отходов в энергию и другие ценные химические вещества.
Литература:
1. Idumah, CI, Nwuzor, IC Novel trends in plastic waste management SN Appl. Sci. 1, 1402 (2019).
2. Проблемы рециклинга пластиков (15.03.2016 г.) URL: https://polymerbranch.com/news/view/12441.html
