Oxo-rozložitelný plast d2w

Zatímco biologicky rozložitelné plasty na bázi škrobu, celulózy, kyseliny mléčné, PHB/V, atd. jsou odborné veřejnosti dostatečně známé, tak o oxo-rozložitelných plastech se toho zatím příliš neví. V současné době chce firma Ecoplastic, s.r.o. mající výhradní zastoupení firmy Symphony Environmental Ltd. pro ČR a SR, začít v České republice distribuovat oxo-rozložitelný plast d₂w^TM. Ve článku jsou shrnuty informace vztahující se zejména k rozložitelnosti tohoto plastu.

Základní údaje

d₂w sáčky jsou vyráběny z polyetylenu s přídavkem aditiva d₂w vyráběné firmou Symphony Environmental Ltd. Toto aditivum je obdobou známějšího EPI TDPA^TM, které vyrábí firma EPI Environmental Products. TDPA je zkratka z Totally Degradable Plastic Additives (zcela rozložitelné aditiva pro plasty). Rychlost rozkladu d₂w fólií je závislá na přídavku d₂w aditiva a dle potřeby je možné vyrábět filmy s rychlostí rozkladu od 2 měsíců do 6 let (Symphony, 2003a). Rychlost rozkladu d₂w plastů ovlivňuje zejména teplota - se stoupající teplotou se zvyšuje rychlost rozkladu - a intenzita UV záření.

Přídavkem aditiva d₂w či EPI TDPA k polyethylenu je získán oxo-rozložitelný plast. Oxo-rozložitelné plasty jsou rozkládány prostřednictvím chemické oxidace. Rozklad může být iniciován prostřednictvím tepla, UV záření či mechanického napětí. d₂w plast je stajně jako jiné polyetyleny hydrofóbní, což prakticky znemožňuje biologický rozklad, avšak poté co je narušen oxidací, stane se postupně hydrofilním a tudíž i biologicky rozložitelný. Během biologického rozkladu je pak plast mineralizován až základní prvky a molekuly - především oxid uhličitý a vodu.

Odnosné tašky z d₂w jsou používány např. v obchodních řetězcích Musgraves (Irsko), Tesco (UK), Safeway (UK), Co-op (UK).

V článku jsou dále zmiňovány zejména plasty s aditivem EPI TDPA, jelikož většina výzkumů byla provedena s plasty s tímto aditivem. Plasty s aditivem d₂w mají obdobné vlastnosti.

Rozložitelnost

Na skládce

Rapra (2000) cituje výzkum v rámci něhož byla fólie tloušťky od 50 do 227 mm a 4,8 m široká ze směsi LLDPE a LDPE s přídavkem 3% EPI TDPA použita coby pokryv skládky. Během rozkladu nebyl zaznamenán vývin žádných látek škodlivých pro životní prostředí. Degradace je urychlena fakory jako je teplo, UV záření či mechanická zátěž.

V kompostu

Bonhomme et al. (2003) zkoumali rozklad PE filmů s obsahem TDPA o tloušťce 470-640 mm. Nejvyšší intenzity rozkladu je dosaženo při teplotách kolem 60°C. Dalším zvyšováním teploty se již rychlost rozkladu významně nezvyšuje. Chiellinia et al. (2003) stanovili dobu během níž LDPE-TDPA film při teplotě 55°C ztratí své mechanické vlastnosti na 11 dní.

Kay a Laetherdale (1998) na testované fólii dodané od společnosti Symphony Environmental Ltd. (bohužel nezmiňují, zda šlo o d₂w), zjistili dezintegraci během 4 týdnů kompostovacího procesu. Důležité je však zejména konstatování, že během chemického auditu nebyly zjištěny žádné toxické meziprodukty rozkladu.

ExcelPlas et al. (2003) cituje výzkum Prof. Bernharda Raningera (Loeben University, Rakousko), který testoval plasty s EPI TDPA aditivem na komunální kompostárně u Vídně. TDPA PE pytle neovlivňovaly kompostovací proces a během kompostování byly částečně rozloženy. Výsledný kompost obsahující částečky plastu byl výborné kvality a prošel běžnými ekotoxickými testy včetně testů klíčivosti semen, růstu rostlin a přežití organismů (dafnie, dešťovky) vedených dle norem DIN V 54900-3, ON S 2200 a ON S 2300.

Podle Fostera (2003) trvá rozklad materiálů na bázi EPI TDPA aditiv v prostředí kompostu od 4 do 16 týdnů, ale nesplňuje požadavky normy EN 13432 - zejména proto, že rozklad je příliš pomalý, což potvrzuje i Symphony (2003b). Bateman (2003) dodává, že oxo-biorozložitelné plasty splňují všechny požadavky normy D 6400-99 pro biologicky rozložitelné kompostovatelné plasty, vyjma rychlosti přeměny uhlíku. Sláma a některé druhy listí v tomto testu touto normou neprojdou ze stejného důvodu.

V půdě

Chiellinia et al. (2003) zjistili, že v podmínkách podobných půdnímu prostředí dojde během 18 měsíců k rozkladu 50-60% LDPE-TDPA plastu.

Kay a Laetherdale (1998) u fólie od společnosti Symphony Environmental Ltd. nezjistili žádné známky biologického rozkladu u fólií v prostředí s mikroorganismy a enzymy, na které nebylo působeno teplem či UV zářením. To znamená, že biologický rozklad má pouze sekundární význam, zatímco hlavními iniciátory jsou teplo a UV záření.

Ve vodních tocích

Stephens (2003) zaznamenal u d₂w filmu, který byl po dobu 8 dní ponechán v klícce umístěné v potoku, vyšší kolonizaci mikroorganismy než u standardního polyetylenu. Na mikrografech pozoroval rozklad d₂w filmu způsobený mikroorganismy.

Bateman (2003) uvádí, že rozklad oxo-degradabilních plastů ve vodách zatím není dostatečně prozkoumán, avšak jelikož zhruba 80% plastů zanesených do vodních toků, jezer a moří se hromadí na březích, kde jsou vystaveny slunečnímu svitu a teplu, tak je možné očekávat, že oxo-degradabilní plasty napomohou snížit znečištění okolí vodních ploch.

Recyklovatelnost

Dle Mason a Scott (2003) jsou oxo-biodegradabilní plasty plně kompatibilní s principy recyklace a nečiní problémy v recyklačních systémech. Po očištění, separaci a extruzi je degradační proces zastaven a recyklovaný plast získá své původní vlastnosti. Pokud by bylo do recyklovaného plastu přidáno aditivum pro oxo-biodegradaci, tak by byl opět získán degradabilní plast.

Emise skleníkových plynů

Jelikož jsou d₂w plasty produkovány z fosilních surovin, tak emise CO₂ vzniklé při jejich rozkladu či spálení budou přispívat ke skleníkovému efektu.

Stephens (2003) během rozkladu d₂w sáčků "cítil polyetylen", což znamená, že během rozkladu jsou uvolňovány krátké řetězce (mono a oligomery). Podrobnější studii, která by se zabývala vlivem emisí produkovaných během rozkladu oxo-degradabilních plastů na skleníkový efekt a lidské zdraví, se však nepodařilo nalézt.

Příznivé hodnoty emisí skleníkových plynů z plastů na bázi EPI TDPA uvádí ExcelPlas et al. (2003). Autoři však nevzali v úvahu, že některé testované plasty byly vyrobeny z obnovitelných surovin, což znamená, že při jejich rozkladu nebyl do koloběhu uhlíku přidáván fosilní uhlík.

Obsahy cizorodých látek

ExcelPlas et al. (2003) udává, že aditiva pro EPI degradabilní plasty obsahují iony kovů Mn, Cu, Fe, Co, Ni, Ce4 a complexy kovů jako je stearát kobaltu či stearát ceria. Jde o stopová množství podobná jako jsou obsahy těchto látek ve většině půd.

Závěr

d₂w plasty jsou vhodné zejména pro použití coby odnosné tašky, kdy zabezpečí:

• recyklovatelnost plastu,
• rozklad po uložení na skládku - s urychlením rozkladu při mechanicko biologické předúpravě zbytkového odpadu,
• rozklad v případě zanesení do životního prostředí.

d₂w plasty je možné rovněž používat jako mulče, kdy je zajištěn jejich rozklad poté, co již nejsou potřebné, a mohou být bez obav zaorány. Další zajímavé použití je pokrývání skládek.

Méně vhodné jsou d₂w plasty pro oddělený sběr kuchyňských odpadů, jelikož (stejně jako jiné polyetylenové sáčky) nejsou paropropustné, což je činí nevhodnými pro intenzivní systémy sběru kuchyňských odpadů. Pro oddělený sběr zahradních odpadů, kde paropropustnost není limitujícím faktorem, je možné d₂w plasty používat - bylo by však vhodné prověřit jejich kompostovatelnost v některém z pilotních systémů sběru a kompostování zahradních odpadů v ČR. Oxo-degradabilní plasty sice již byly ověřeny např. na kompostárně ve Vídni, kde úspěšně prošly všemi testy (ExcelPlas et al., 2003), ale ověření na kompostárně s typickou technologií využívanou v České republice, by představovalo vyšší jistotu, že d₂w plasty nebudou na kompostárnách činit žádné potíže.

Poznámka 1

Plasty s přídavkem d₂w či EPI TDPA aditiv by neměly být nazývány jako biodegradabilní, biologicky rozložitelné či kompostovatelné, ale jako oxo-degradabilní či oxo-rozložitelné, jelikož jejich dekompozice je zejména oxidativní, termická a/nebo fotolytická. Případně může být rovněž používán termín oxo-biorozložitelné či oxo-biodegradabilní plasty, který nejpřesněji vystihuje fakt, že rozklad plastu je zahájen chemickou oxidací a dokončen biologickou mineralizací.

Poznámka 2

Britský normalizační institut navrhnul v roce 2002 Evropské normalizační organizaci novou normu (N 0123), dle které bude možné stanovovat oxo-rozložitelnost (Symphony, 2003b). Norma by měla být přijata začátkem roku 2005 (O'Neil, 2004).

Literatura

• Bateman, R.: Oxo-Biodegradable Plastic Technology: 5th Symposium. DIE-LINE, Volume 27, Number 9, s. 10 - 15, září 2003. http://www.cfeca.org/news/sep03.pdf
• Bonhommea, S., Cuerb, A., Delortb, A-M., Lemairea, J., Sancelmeb, M., Scottc, G.: Environmental biodegradation of polyethylene. Polymer Degradation and Stability 81, s. 441-452, 2003.
• ExcelPlas, Australia Centre for Design at RMIT, Nolan-ITU: The impacts of degradable plastic bags in Australia - Final Report to Department of the Environment and Heritage, 129 s., září 2003. http://www.cfd.rmit.edu.au/content/download/232/1787/file/degradables.pdf
• Foster, C.: Degradable Plastic Bags, A European Perspective, Report to ExcelPlas, Macclesfield, Cheshire, červenec 2003.
• Chiellinia, E., Cortia, A., Swift, G.: Biodegradation of thermally-oxidized, fragmented low-density polyethylenes. Polymer Degradation and Stability 81, s. 341-351, 2003.
• Stephens, M.: Review of the performance charachteristics of degradable carrie bags under selected disposal conditions: with specific reference to the d₂w^TM product from Symphony Environmental. Pyxis csb Ltd., 13 s., 2003
• Kay, M., Leatherdale, D.: Establishing the degradation characteristics of a film sample. Pira reference: J50937 & J52561, 36 s., 1998.
• Mason, J., Scott, K.: Migration testing and ageing tests on Symphony EMc white film. Confidential Technical Report 41030, Symphony Environmental, Ltd. , 2003.
• O'Neil, G.: Osobní komunikace, červen 2004.
• Rapra Technology Limited: Addcon World '99 - Conference Review. Plastic Additives & Compounding, s. 28-28, leden 2000.
• Symphony Plastics Ltd.: Symphony s degradable additive heads for Brazil. Additives for Polymers, s. 9, prosinec 2003a.
• Symphony Plastic Technologies plc.: Memorandum submitted by Symphony Plastic Technologies plc to Committee on Environment, Food and Rural Affairs, leden 2003b http://www.parliament.the-stationery-office.co.uk/pa/cm200203/cmselect/cmenvfru/385/385a37.htm

Zdroje dat

• Google (prohledavač Internetu): www.google.com
• Scirus (vyhledavač vědeckých informací): www.scirus.com
• Webové stránky produktu d₂w^TM: www.degradable.net

Příspěvek byl zpracován v rámci výzkumného záměru MZe 0002700601 "Principy vytváření kalibrace a validace trvale udržitelných a produktivních systémů hospodaření na půdě."

Tweet

Bioplynová stanice s kogeneračními jednotkami TEDOM

Olej pro plynové motory – klíčová volba pro kogenerační jednotky

Kam směřuje české odpadové hospodářství z pohledu prevence jejich vzniku?

Jak získat udržitelnou biomasu

Biometan se vyplatí a má budoucnost