Trzy sposoby walki z odpadami: recykling, spalanie i składowanie

Oczywistym jest, że odpady pozostają zawsze i to niezależnie od tego jaki materiał został zastosowany, jak bardzo użytkownik stara się ograniczać ich ilość oraz czy zwraca je do ponownego wykorzystania. Niemniej jednak istnieje szereg sposobów, by te ilości zmniejszyć.

Zapotrzebowanie na produkty z tworzyw sztucznych rośnie i dlatego tak ważną sprawą jest znalezienie sposobów, aby ponownie zastosować materiał polimerowy pochodzący z wyrobów, które zakończyły już swój okres użytkowania. Należy przy tym wykorzystać wszystkie dostępne technologie odzysku, aby osiągnąć najlepszy z możliwych bilans zysków i strat dla środowiska.

Istnieją trzy podstawowe sposoby postępowania z odpadami z tworzyw sztucznych. Jest to recykling, spalanie i składowanie.

Jeśli chodzi o pierwszy z wymienionych, to recykling mechaniczny jest zalecany wtedy, gdy ma to ekonomiczny i ekologiczny sens np. wtedy, gdy można łatwo zebrać duże ilości tworzywa tego samego typu, jak folie opakowaniowe, folie rolnicze, butelki po napojach czy inne pojemniki z tworzyw.

Pięć etapów recyklingu tworzyw sztucznych to zbieranie przez użytkowników indywidualnych, zbiórka przez władze lokalne lub wyspecjalizowane podmioty, sortowanie odpadów z tworzyw sztucznych w zależności od rodzaju tworzywa, mycie w celu usunięcia etykiet i brudu oraz ostatni, czyli ponowne przetworzenie na granulat lub włókna, z których może powstać nowy produkt.

W Unii Europejskiej dla niektórych działów gospodarki narzucony został określony minimalny udział materiałów, które należy odzyskać z odpadów w danym roku. Dla przykładu w przypadku opakowań z tworzyw sztucznych w większości krajów europejskich odzyskowi poprzez recykling mechaniczny poddano blisko 25 proc. odpadów opakowaniowych rocznie, choć są także kraje, gdzie odzyskuje się poniżej 10 proc.

Rozwija się także odzysk materiałów polimerowych w innych gałęziach gospodarki, takich jak rolnictwo, przemysł samochodowy czy elektryczny i elektroniczny. Tu jednak pojawiają się określone bariery, jak np. utrudniona zbiórka w odniesieniu do odpadów na budowach, czy też złożone elementy, które muszą być rozdzielone np. sprzęt elektryczny i elektroniczny. Różne termoplasty w stanie stopionym niezbyt dobrze mieszają się ze sobą, w związku z czym wytrzymałość odzyskanego tworzywa jest mniejsza.

Zmieszane tworzywa można stosować do produkcji wyrobów grubościennych takich jak słupki, listwy itp. Jednak bardziej korzystne jest wykorzystanie do recyklingu posortowanych tworzyw jednego rodzaju.

Najbardziej popularne tworzywa zostały oznakowane kodem, który można obecnie znaleźć na większości opakowań. Ten system znakowania jest pomocny przy ręcznym sortowaniu odpadów z tworzyw sztucznych. W niektórych państwach europejskich funkcjonuje dodatkowy system oznakowania, jak np. niemiecki „zielony punkt” informujący o dodatkowych nakładach finansowych wniesionych przez producentów na rzecz recyklingu.

Aby ułatwić recykling wykorzystanych produktów zachęca się producentów, aby brali pod uwagę względy recyklingu już na etapie projektowania. Skuteczne mogą być bardzo proste metody jak np. zastosowanie do etykiet kleju rozpuszczalnego w wodzie, aby można było łatwo oddzielić je od opakowań. Regranulat, czyli tworzywo odzyskane w procesie recyklingu, często wykorzystywane jest do produkcji zupełnie innych produktów niż pierwotne. Np. butelki PET po napojach są przetwarzane na włókna do wykorzystania w przemyśle tekstylnym.

Oczywiście oprócz sortowania ręcznego są jeszcze inne metody sortowania odpadów. Pierwszy z nich to analiza elementów z tworzywa. W ten sposób można łatwo zidentyfikować np. polichlorek winylu, ponieważ jego cząsteczki zawierają atomy chloru. Dostępne są automatyczne systemy rozdzielające butelki z różnego rodzaju tworzyw.

Druga metoda sortowania, to rozdzielanie ze względu na różnice gęstości materiału - tworzywa są rozdrabniane i mieszane z cieczą. Część z nich tonie, a część unosi się na powierzchni. Mogą być także rozdzielone w wirówce.

Trzecia metoda to rozdzielanie elektrostatyczne, które może być stosowane w przypadku tworzyw elektryzujących się w różnym stopniu, np. PET i PVC.

Warto wreszcie wspomnieć również o metodzie selektywnego rozpuszczania. Polega ona na tym, że za pomocą odpowiednich rozpuszczalników organicznych rozpuszcza się określone tworzywa, oddziela się je i odzyskuje po usunięciu rozpuszczalnika.

W przemyśle tworzyw sztucznych stale rozwijane są nowe technologie recyklingu, np. poprzez badanie możliwości recyklingu surowców. Recykling surowcowy dotyczy przede wszystkim mieszanych odpadów z tworzyw sztucznych. W Europie istnieją już instalacje, w których proces ten jest wykorzystywany w praktyce, choć do pełnego zbadania możliwości tej technologii potrzebne są lata doświadczeń.

W tym kontekście wyróżnić należy cztery podstawowe metody recyklingu surowcowego.

Piroliza - odpady tworzyw są ogrzewane pod zmniejszonym ciśnieniem, w wyniku czego powstaje gaz i olej pirolizowy - mieszanina gazowych i ciekłych węglowodorów, w swoim składzie podobna do frakcji destylacyjnej ropy naftowej.

Uwodornienie - odpady tworzyw są ogrzewane w atmosferze wodoru. Pod jego wpływem łańcuchy polimerowe pękają i i powstaje mieszanina ciekłych węglowodorów

Gazyfikacja - odpady tworzyw ogrzewane są w atmosferze powietrza – powstaje tlenek węgla i wodór, z których można następnie wyprodukować nowe chemikalia, jak np. metanol.

Chemoliza - niektóre polimery poprzez określone przemiany chemiczne można ponownie przekształcić w substancje wyjściowe, z których ponownie można wyprodukować to samo tworzywo. Przykładem mogą być poliestry, poliamidy, poliuretany.

Ponowne wykorzystanie i recykling to nie jedyne sposoby postępowania z odpadami. Odpady tworzyw mają wysoką wartość opałową, podobną jak ropa czy węgiel - w zależności od tworzywa - a poprzez spalanie mogą być źródłem ciepła czy energii.

Rozróżnia się trzy podstawowe metody pozyskiwania energii z odpadów tworzyw: współspalanie ze śmieciami komunalnymi w spalarniach odpadów; tworzywa jako opał w przemyśle, przeważnie jako dodatek do tradycyjnego opału; tworzywa jako opał w elektrowniach, przeważnie razem z tradycyjnym opałem.

Wstępnie posortowane odpady opakowaniowe z mieszanych tworzyw mogą być stosowane jako efektywny zamiennik węgla w energochłonnych procesach takich jak np. produkcja cementu. Podczas spalania mieszaniny śmieci 8 proc. zawartości tworzyw sztucznych odpowiada za 30 proc. wytworzonej energii.

Problemem ściśle związanym ze spalaniem śmieci jest emisja dioksyn, czyli dużej grupy związków chemicznych, z których tylko nieliczne są toksyczne i to w bardzo różnym stopniu. Dioksyny mogą powstawać tam, gdzie występuje węgiel, wodór, tlen, chlor i ciepło. Są niepożądanymi produktami ubocznymi w wielu procesach spalania i procesach produkcyjnych.

Dioksyny tworzą się także w przyrodzie podczas pożarów lasów, przy wybuchach wulkanów, czy w procesach kompostowania i gnicia (torfowiska). Emisja dioksyn podczas spalania śmieci jest obecnie bardzo ściśle kontrolowana Dobre spalarnie praktycznie nie produkują dioksyn, a prawodawstwo unijne dopuszcza, że jedynie 0,3 proc. łącznej rocznej emisji dioksyn do atmosfery może pochodzić ze spalania odpadów komunalnych i medycznych – odpowiada to rocznej emisji 11 g.

Obecnie w Europie rocznie prawie 6,5 mln ton odpadów z tworzyw sztucznych jest przerabiane poprzez spalanie z odzyskiem energii. Ma to głównie miejsce w spalarniach odpadów komunalnych i cementowniach, gdzie ilość gazów powstających podczas spalania jest ściśle kontrolowana. Recykling musi być integralną częścią kompleksowej koncepcji zagospodarowania odpadów.

Co powinniśmy zrobić? W tym celu warto zadać sobie kilka podstawowych pytań. Czy odpady z tworzyw sztucznych przerabiać z powrotem na granulat do produkcji nowych wyrobów, czy może przerabiać na chemikalia podstawowe lub też traktować jako źródło energii poprzez spalanie?

Należy stworzyć rozsądną z ekologicznego i ekonomicznego punktu widzenia kombinację wszystkich trzech możliwości. Wybrana opcja powinna uwzględniać określone dla danego przypadku dostępne możliwości zbierania i sortowania, zapotrzebowanie na regranulat oraz surowce czy opał. Należy przy tym ocenić wpływ na środowisko różnych sposobów recyklingu, uwzględniając cały cykl życia produktu z tworzywa sztucznego. Co więcej tego typu analizy mogą być pomocne już na etapie projektowania wyrobu.

Niektóre z tworzyw sztucznych ulegają rozkładowi pod wpływem światła lub bakterii. Możliwości stosowania takich tworzyw są jednak dość ograniczone. Pod uwagę bierze się zastosowania w medycynie (biodegradowalne nici czy inne bioprodukty) oraz rolnictwie (np. folie wspomagające kiełkowanie), a także w opakowaniach. Nie rozwiązują problemu odpadów, ponieważ do ich całkowitego rozkładu potrzebne są lata. Nie ma też możliwości odzyskania surowców, które mogłyby być ponownie wykorzystane.

W tych krajach europejskich, w których nadające się do wykorzystania odpady nie mogą być spalane z odzyskiem energii, składuje się je na wysypiskach. Składowanie odpadów z tworzyw sztucznych na wysypiskach nie jest rozwiązaniem długofalowym (nie do zaakceptowania na dłuższą metę), ponieważ w ten sposób marnotrawione są zasoby naturalne.

Na wysypiskach ponad połowę całkowitej masy odpadów stanowią materiały organiczne, dlatego wysypiska są jak wielkie kompostowniki, w których resztki żywności, naturalne włókna, niekiedy papier rozkładane są przez bakterie. Na takich wysypiskach składuje się miliony ton odpadów, a codziennie przybywają kolejne tony.

Na wysypiskach powstają dwa produkty uboczne: woda przesiąkająca i gaz wysypiskowy. Woda przesiąkająca jest porównywalna ze stężonymi ściekami i należy ją zatrzymywać, aby ochronić wody gruntowe przed skażeniem. W tym celu wysypiska wyłożone są zwykle gliną lub tworzywem. Gaz wysypiskowy jest mieszaniną dwutlenku węgla i metanu. Obydwa gazy mają wpływ na efekt cieplarniany.

Przy niedostatecznej kontroli wysypiska występuje niebezpieczeństwo wybuchu. Jest wiele wysypisk, na których funkcjonują instalacje, w których gaz ten jest magazynowany i wykorzystywany do wytwarzania energii elektrycznej i cieplnej. Obecnie uważa się, że należy ograniczać ilość odpadów gromadzonych na wysypiskach, a budowa i eksploatacja wysypisk podlega ścisłej kontroli ustawodawczej.

Wszystkie trzy sposoby postępowania z odpadami z tworzyw sztucznych, czyli recykling, spalanie, składowanie, w różnym zakresie stosowane są na terenie Europy. Co jakiś czas występują różne czynniki, które sprawiają, że jeden z procesów staje się bardziej atrakcyjny. Na przykład zmiany cen ropy naftowej powodują, że wzrasta wartość odzyskanego tworzywa, a recykling staje się bardziej opłacalny. Składowanie na wysypisku powinno być rozwiązaniem stosowanym w ostateczności.

Tekst powstał na podstawie materiałów Fundacji PlasticsEurope Polska.