Pregled posta

Analiza životnog ciklusa biorazgradljivih plastičnih vrećica

U sljedećem postu želim prikazati još jednu studiju životnog ciklusa plastičnih vrećica - ovaj puta se radi o usporednoj studiji biorazgradljivih vrećica i ostalih plastičnih, papirnih i platnenih vrećica.

Odmah na početku želim naglasiti, da se kao poznavatelj plastike i njenih svojstava, pa tako i plastičnih vrećica nikako ne slažem s bio razgradljivom plastikom, odnosno s biorazgradljivim vrećicama (osim u nekim iznimnim slučajevima - folije za malčiranje koje se koriste pri uzgajanju određenih poljoprivrednih kultura ili ambalaža brzopokvarljive hrane). Naime, osnovna karakteristika plastike, a upravo zbog koje je od ne-znalaca napadana i optuživana, jest nerazgradljivost, trajnost. To svojstvo jeste pozitivno svojstvo jer omogućava višekratno korištenje, prikupljanje i na kraju recikliranje - odnosno ponovnu upotrebu. Time se onda znatno štede prirodni resursi, štedi se energija, smanjuju emisije u zrak i vode i najmanji je utjecaj na okoliš.

Također, veliki problem moglo bi biti pridobivanje većih količina škroba (koji je velikim dijelom sastavni dio razgradljivog plastičnog materijala) koji se dobiva iz kukuruza, krumpira, tapioke ili pšenice. Uzgoj tih poljoprivrednih kultura s namjerom industrijske prerade u škrob i onda miješanja s poliesterima i slično, mogao bi dovesti do značajnog poskupljenja hrane u svijetu.

Stoga, ovu studiju predstavljam, ne da bih promovirao prednosti biorazgradljivih vrećica, već da se vide dobiveni usporedni podaci koji i ovdje potvrđuju ukupnu prednost višekratno upotrebljivih klasičnih plastičnih vrećica. Mada to nije imala za namjeru, i ova studija pokazala je da značajno najlošiji utjecaj na okoliš ima papirnata vrećica, a odmah iza nje je platnena vrećica.

LCA razgradljivih plastičnih vrećica

Originalnu studiju možete pronaći na sljedećem LINKU.

Savjet za poticanje filantropije u Australiji, 2002. predložio je uvođenje dodatne takse na trgovačke vrećice s ciljem smanjenja potrošnje tog proizvoda. Taj je prijedlog došao upravo u vrijeme rasprave o ukupnom utjecaju vrećica na okoliš i kada je objavljen podatak o godišnjoj potrošnji od 6,9 milijardi vrećica u Australiji. Milioni tih vrećica su odbačeni i predstavljaju opasnost za vodeni i morski život. Životinje su izložene opasnostima od zapletavanja, gutanja i gušenja.

U isto vrijeme predstavljeno je nekoliko različitih vrsta razgradljivih polimera koji su dani na tržište kao alternativa plastičnim (nerazgradljivim) vrećicama. Tokom 2002. i 2003. godine australsko Ministarstvo zaštite okoliša i baštine financiralo je izradu studija s kojima se željelo ispitati i utvrditi utjecaj razgradljive plastike na okoliš u Australiji.

Ovaj rad koji u nastavku predstavljam, prikazuje osnovne informacije o vrstama razgradljivih plastika (polimera) i alternativnih materijala. Materijali koji su obuhvaćeni ovom studijom su polietilen visoke gustoće (HDPE), polietilen niske gustoće (LDPE), polipropilen (PP), kraft papir odnosno pak papir te platno.


UVOD

Koji su problemi koji se danas povezuju s plastičnim vrećicama izrađenima od polietilena visoke gustoće? Je li to ogromna potrošnja tog proizvoda - 6,9 milijardi godišnje u Australiji? Je li to da se 30 miliona tih vrećica godišnje u Australiji odbaci u okoliš? Ili je to problem što plastične vrećice dospijevaju u more i u druge vodene tokove gdje prijete vodenim životinjama jer se u njih zapleću, gutaju ih i guše se od njih? Hoće li korištenje razgradljive plastike riješiti bilo koji od navedenih problema?

U listopadu 2002. godine osnovana je vladina radna grupa s ciljem razvoja sveobuhvatnog paketa mjera protiv odbačenih plastičnih vrećica [1]. Osnivanje te grupe potaknuto je zahtjevom da se uvede dodatni porez na plastične vrećice, a kako bi se smanjila njihova potrošnja. Temeljem nekoliko studija [2, 3] i dugotrajne rasprave u medijima, industrija je krajem 2003. godine s australskom vladom dogovorila reviziju standarda postupanja s plastičnim vrećicama [4] sa strože postavljenim ciljevima za smanjenje potrošnje jednokratnih plastičnih vrećica izrađenih od polietilena visoke gustoće (HDPE) i povećanje recikliranja.

U kolovozu 2003. Udruženje za održivu ambalažu (Sustainable Packaging Alliance (SPA) organiziralo je okrugli stol pod nazivom "Razmišljajte dalje od vrećice - upravljanje proizvodom za upravljanje rizicima". Na okruglom stolu raspravljene su strategije poslovanja i načini upravljanja rizicima koji su povezani sa stvarnim i/ili perciptivnim utjecajem na okoliš ambalaže. Tom prilikom zainteresirane strane nastojale su prepoznati razloge zašto je tako povećan interes javnosti za plastične vrećice i njihov utjecaj na okoliš, i što je još važnije, kako se to odražava na industriju.

Sudionici okruglog stola složili su se da su plastične vrećice u središtu brige javnosti za okoliš zbog [1]:
- plastične vrećice simbol su potrošačkog društva
- koriste se u velikom broju i samo za jednokratnu upotrebu
- recikliranje nije rašireno
- plastične vrećice imaju sve elemente "dobre medijske priče"
- industrija nije ozbiljno prihvatila kodeks ponašanja vezano uz vrećice.

Prepoznato je da industrija mora bolje razumjeti cijeli životni ciklus plastičnih vrećica i njihov utjecaj na okoliš i to kroz provođenje analiza i procjena utjecaja na okoliš tog proizvoda. Rezultati tih analiza i procjena trebaju biti iskorišteni za informiranje i poduku javnosti kako bi ista mogla donijeti pravilne odluke i izabrati najbolja rješenja. Pravilno upravljanje navedenim pitanjima predstavlja pravovremeno planiranje i osiguravanje da svi mogući rizici budu gdje god je to moguće unaprijed prepoznati i predviđeni. Jedna od koristi takvog upravljanja je da je da se odluke donose temeljem stručnih i znanstvenih dokaza, a ne da se čeka na posljedice zabrinutosti javnosti [1].

Posljednjih godina razgradljiva plastika predstavljena je na tržištu kao rješenje za smanjenje potrošnje jednokratnih plastičnih vrećica izrađenih od polietilena visoke gustoće, kao i za smanjenje potrošnje neobnovljivih izvora sirovina upotrebom materijala iz obnovljivih izvora (npr. od kukuruza). Također, istaknuta je prednost njenog osnovnog svojstva - razgradljivost materijala i proizvoda kada je u okolišu (npr. razgrađuje se pod utjecajem sunca i topiva je u vodi) čime se smanjuje opterećivanje odlagališta kao i nakupljanje otpada u vodnom i morskom okolišu.

Kao i svaki drugi materijal, i razgradljiva plastika izrađena iz obnovljivih izvora ima svoj utjecaj na okoliš i vrlo je važno razumjeti koji i koliki je taj utjecaj i koje su to razlike u odnosu na klasičnu (nerazgradljivu) plastiku, prije no što je razgradljiva plastika prihvati kao rješenje problema.

Ova studija podijeljena je u nekoliko sekcija. Sekcija [1] je uvod, u sekciji [2] dan je opis razgradljive plastike, a u sekciji [3] dan je pregled najnovijih rezultata utjecaja koji su analizirani tijekom 2003. godine. Studija završava s kontrolnom listom koja se koristi pri izboru razgradljive plastike [4].


Razgradljiva plastika

Razgradljivost je svojstvo materijala da se razgradi u osnovne sastojke pomoću bakterija (biorazgradljivost), pomoću temperature (oksidacija) ili ultraljubičastih zraka (foto-degradacija). Kako bi se razgradljiva plastika mogla upotrijebiti za izradu plastičnih vrećica, treba zadovoljiti sljedeće kriterije [2]:
- da se od te plastike može izraditi folija (film)
- da ima određenu vlačnu čvrstoću i mogućnost produljenja
- da ima otpornost na probijanje
- da ima otpornost na habanje
- da općenito ima svojstva koja su slična fizikalnim i reološkim svojstvima polietilena niske ili visoke gustoće

Razgradljiva plastika koja se koristi za izradu plastičnih vrećica mora se nakon korištenja razgraditi brzo, a također je jednako važno da se mehanička svojstva ne mijenjaju tijekom korištenja tih vrećica. Tri su osnovna kriterija koja mora zadovoljiti biorazgradljiva plastična vrećica [2]:
- mora nestati bez ostavljanja vidljivih tragova
- raspadanje se mora dogoditi u razumnom vremenskom roku (npr. 3 ili 6 mjeseci)
- ne smije iza tog raspadanja ostati nikakvih otrovnih ostataka


Vrste razgradljivih plastičnih vrećica

Razgradljive vrećice mogu se podijeliti temeljem dva osnova principa [2]:

- temeljem načina na koji se razgrađuju - je li potrebno djelovanje mikroorganizama (tada su biorazgradljiva) ili je potrebna izloženost toplini, ultraljubičastim zrakama, mehaničkom naprezanju ili vodi da bi se razgradile (tada su razgradljive)

- temeljem materijala od kojeg je proizvedena - je li proizvedena od polimera dobivenog od prirodnog škroba, od sintetskog polimera ili od klasičnog polimera kojemu je dodan aditiv za ubrzanje razgrađivanja.


Postoji pet različitih vrsta razgradljive plastike [2]:

- Biorazgradljiva plastika - je ona plastika koja ima sposobnost razgraditi se u svoje osnovne sastojke - ugljični dioksid, metan, vodu, anorganske sastojke ili biomasu gdje je osnovni mehanizam razgradnje aktivnost enzima mikroorganizama, a ta se aktivnost može odrediti standardnim mjerenjima, u definiranom vremenu, a ovisi o raspoloživim uvjetima odlaganja.

- Kompostabilna plastika - je ona plastika koja se razgrađuje u uvjetima koji vladaju na koposištima. Da bi zadovoljila uvijete razgradljivosti, ta se plastika mora razgraditi temeljem djelovanja mirkoorganizama (bakterije, gljivice ili alge), postići potpunu mineralizaciju (pretvaranje u ugljični dioksid, metan, vodu, anorganske sastojke ili biomasu pod aerobnim uvjetima) i odnos mineralizacije mora biti visok i sukladan s procesom kompostiranja.

- Oxo-biorazgradljiva plastika - je ona plastika koja će se kontrolirano razgraditi zbog ugrađenog aditiva za razgradljivost (aditiv može započeti i ubrzati proces razgradnje). Ta plastika će ubrzano degradirati oksidacijom koja je inicirana dnevnim svjetlom, toplinskim i/ili mehaničkim naprezanjem i razlomiti će se u sitne dijelove te raspasti pod utjecajem atmosferilija.

- Foto-razgradljiva plastika - je ona plastika koja se razgrađuje pod utjecajem ultraljubičastih zraka (UV), koje razgrađuju kemijske veze u polimeru odnosno kemijsku strukturu plastike. Proces razgradljivosti može biti potpomognut dodavanjem u polimer aditiva koji je osjetljiv na UV zračenje.

- Plastika topiva u vodi - je ona plastika koja će se otopiti u vodi pri određenoj temperaturi i onda će se biološki razgraditi u kontaktu s mikroorganizmima.


Sastav plastike od kojeg se izrađuju razgradljive vrećice je različit, a dijeli se u nekoliko glavnih kategorija [2]:

-Termoplastični polimer na osnovi škroba - sačinjen od najmanje 90% škroba iz obnovljivih izvora kao što je kukuruz, krumpir, tapioka ili pšenica.

- Poliesteri - izrađeni od ugljikovodika (nafte ili plina). Svi poliesteri se razgrađuju, od razdoblja tjedan dana za alifatske poliestere (npr. polihidrooksialkanoati) do desetljeća za aromatske poliestere (kao što je npr. polietilenteraftalat - PET)

- Mješavina škroba i poliestera - mješavina od termoplastičnog škroba s poliesterima pridobivenim od ugljikovodika.


CILJ STUDIJE

Cilj studije bio je prepoznati ekološki profil životnog ciklusa razgradljive plastike kada se koristi kao folija (puhano filmsko crijevo) iz koje se izrađuju plastične vrećice i kako taj ekološki utjecaj može usporediti s alternativnim materijalima kao što su polietileni visoke i niske gustoće, papir i platno.


NAMJENA STUDIJE

Namjena studije je da se koriste vrećice za prenošenje potrepština iz trgovine do kuće. Izračunato je koliko je potrebno godišnje po osobi jednokratnih i višekratnih vrećica da bi se prenijele potrepštine od trgovine do kuće.

Bilo koja usporedba utjecaja na okoliš tijekom životnog ciklusa mora biti zasnovana na usporedivim namjenama. Za potrebe ove studije, "funkcionalna jedinica" određena je kao "prenošenje prosječno 70 kućnih potrepština od trgovine do kuće svakog tjedna, tijekom 52 tjedna". Podaci koji su tom prilikom korišteni dobiveni su iz javno objavljenih baza podataka.


REZULTATI STUDIJE

Rezultati studije su obimni i vrlo znakoviti, a ovdje izdvajam tri glavna utjecaja na okoliš kod analiziranih vrećica:
- emisija stakleničkih plinova (slika 2)
- trošenje prirodnih resursa (slika 3)
- eutrofikacija (prihranjivanje) vodenih sustava (slika 4)

Analizirane vrećice su:
1. Starch - PBS/A - vrećice izrađene od mješavine škroba i polibutilen sukinat / adipata
2. Starch - PBAT - vrećice od mješavine škroba i poli(butilen adipat ko-teraftalata)
3. Starch - polyester - vrećice izrađene od mješavine škroba i poliestera
4. Starch - PE - vrećice izrađene od mješavine škroba i polietilena
5. Oxo-bodegradable - oxo bio razgradljive vrećice
6. PLA - polilaktička kiselina - odnosno polimer dobiven iz mliječne kiseline
7. HDPE Single - jednokratne plastične vrećice od polietilena visoke gustoće
8. Kraft paper - papirne vrećice (od pak papira)
9. PP Fibre "green bag" - vrećica od polipropilenskih vlakana, tzv. zelena vrećica
10. Woven HDPE "swag bag" - vrećica od tkanog polietilena visoke gustoće
11. Calcio - platnena vrećica
12. LDPE "bag for life" - trajne vrećice od polietilena niske gustoće

SLIKA 2
Na sljedećem dijagramu prikazan je ukupni utjecaj pojedine vrećice na atmosferu - odnosno kolika je preračunato u emisiju CO2 u kilogramima tijekom njihova životnog ciklusa, a mjerene su emisije ugljičnog dioksida, metana i dušikovog oksida. U obračun je uzeta i apsorbcija CO2 iz atmosfere koja se događa kod biljaka (u našem slučaju za vrijeme uzgoja biljaka od kojih se pridobiva škrob)



Ono što je iz ovog dijagrama vidljivo jeste da je ukupni utjecaj na atmosferu, odnosno da su emisije stakleničkih plinova vrlo male kod razgradljivih vrećica - naročito kod 1, 2, 3, 4 i 5. Međutim ipak najniže emisije imaju vrećice od tzv. klasične plastike - a to su višekratne polipropilenske i polietilenske vrećice. Najveću emisiju prouzrokuju papirnate vrećice.


SLIKA 3
Na sljedećoj slici prikazana je iskorištavanje prirodnih resursa za izradu materijala vrećica, a u prirodne resurse se ubrajaju resursi iz kojih se pridobiva neobnovljiva sirovina odnosno energija - kao što je ugljen, prirodni plin, nafta).



Iz gornjeg dijagrama vidljivo je da je po jedinici proizvoda najmanja potrošnja prirodnih neobnovljivih resursa kod mješavina poliestera i škroba, a vrlo blizu su višekratne klasične plastične vrećice. Što se papirnih vrećice tiče, kod njih je vrlo velika potrošnja električne energije i prirodnog plina tijekom procesa proizvodnje papira.


SLIKA 4
Eutrofikacija, odnosno prihranjivanje - predstavlja emisiju nitrata i fosfata u vodene tokove. Iz dijagrama je vidljivo da je skoro sva eutrofikacija rezultat emisija u zrak dušikovog oksida kao posljedica procesa sagorijevanja.



Kao što se iz dijagrama vidi - najmanji utjecaj imaju višekratno upotrebljive klasične plastične vrećice.

ZAKLJUČAK STUDIJE

- Višekratne plastične vrećice imaju ukupno najniži utjecaj na okoliš, niži od jednokratnih plastičnih vrećica.

- Razgradljive vrećice imaju isti utjecaj na emisije stakleničkih plinova kao i klasične vrećice od polietilena visoke gustoće.

- Ukoliko se razgradljive vrećice ne bi bacale na odlagališta, već odlagale na komposišta, tada bi se emisije stakleničkih plinova smanjile, ali se ne bi izbjegle.

- Vrećice izrađene od sintetskog polimera imaju veći utjecaj na prirodne resurse.

Studija je razradila indikatore za odlaganje koji je pokušaj da se analiziraju štetni utjecaju prouzrokovani bacanjem u smeće.
- Najmanji koeficijent opterećenja odlagališta je kod višekratnih plastičnih vrećica,
- Biorazgradljive vrećice imaju niže opterećenje od jednokratnih plastičnih vrećica.
- Kada se ocjenjuje utjecaj na odbacivanje u more, tada se analizira gustoća nosivog materijala (osnovne plastike), a ne degradabilnost.

LITERATURA I IZVORI PODTAKA:
1. James, K., L. Fitzpatrick, K. Sonneveld, and H. Lewis, Sustainable packaging systems development, in Handbook on Sustainability Research, W.L. Filho, Editor. In Press, Peter Lang Scientific Publishers: Frankfurt.
2. ExcelPlas Australia, Centre for Design (RMIT), and Nolan ITU, The impacts of degradable plastic bags in Australia. 2004, Final Report to Department of the Environment and Heritage, Department of the Environment and Heritage, Commonwealth Government of Australia: Canberra.
3. Nolan ITU, Centre for Design (RMIT), and Eunomia Research and Consulting Ltd, Plastic Shopping Bags -Analysis of Levies and Environmental Impacts. 2002, Environmental Australia, Department of the Environment and Heritage, Commonwealth Government: Canberra.
4. ARA, Australian Retailers Association Code of Practice for the Management of Plastic Bags (the 'Code'). 2003, Australian Retailers Association: Sydney.


Post je objavljen 25.02.2012. u 01:09 sati.