ForrásMásfél fok; Jurecska Laura – Környezetkémikus, a környezettudományok doktora (PhD), az ELTE TTK Mikrobiológiai Tanszékének tudományos munkatársa.

Évente annyi műanyaghulladék kerül hulladéklerakóra, illetve jut ki a környezetbe, hogy a kínai nagy fal jelenleg álló 6000 km hosszú szakaszát újra fel lehetne belőle építeni. És ez is csak az összes felhasznált műanyag 60%-a. A műanyagszennyezés itthon és világszerte is egyre növekvő probléma, ami a környezetszennyezésen túlmenően az éghajlatváltozást is fokozza a gyártási folyamaton keresztül. A megoldást sokan a bioműanyagokban keresik, azonban ezekből továbbra is nagyon keveset gyártunk, a világ műanyaggyártásának csupán 1%-át teszik ki. A kínálati oldal problémáit fokozza, hogy ezek a lebomlónak mondott műanyagok sokszor csak ipari körülmények között bomlanak le, de más környezetben (pl. óceánokban) nem. A globális műanyagproblémát biztosan nem oldja meg a bioműanyag, azt továbbra is csak a használat jelentős és gyors visszaszorításával tudnánk kezelni.

A Földön felhasznált műanyag

Eközben műanyagfogyasztásunk és a vele járó szennyezés évről-évre nő. A műanyagok széleskörű elterjedésének egyik oka pontosan az volt, hogy ezek az anyagok kémiailag ellenállóak. Ez az eredetileg igen előnyösnek tartott tulajdonságuk azonban mára inkább hátránnyá változott, különösen az egyszer használatos műanyagtermékek esetében, amelyek néhány óra, de legkésőbb pár hét vagy hónap után hulladékká válnak, ugyanakkor évszázadokba, évezredekbe is telhet, mire lebomlanak.

A kereskedelmi forgalomban elérhető három biológiailag bontható plasztikfajtából évente jelenleg néhány százezer tonnát állítanak elő. Egyes szakemberek nagy lehetőségeket látnak a polihidroxi-alkanoátokban (PHA) is, amelyeket mikrobák segítségével, elsősorban cukorból és olajból állítanak elő, évente mintegy 25 ezer tonnás volumenben. A PHA elterjedését elősegítheti, ha szintézisét sikerül olyan alternatív alapanyagokból megoldani, mint a mezőgazdasági hulladék, szennyvíz, élelmiszerhulladék vagy használt olaj.

A biológiailag bontható műanyagok kb. 60%-át csomagolásra használják, de az összes felhasznált műanyag csomagolóanyagon belül még az 1%-ot sem éri el a biológiai úton lebomlók aránya.

A biológiailag lebomló műanyagok előállítási költsége jelenleg átlagosan duplája egy nem lebomló műanyag gyártási költségének, ami azt jelenti, hogy számos alkalmazási területen egyelőre nem versenyképesek.

Ha mindehhez hozzátesszük, hogy azoknak a lebomló műanyagoknak az esetében, amelyeket emberi fogyasztásra alkalmas alapanyagokból (pl. kukoricából, burgonyából, maniókából vagy cukornádból) állítanak elő,

a bioműanyagok iránti kereslet növekedése azt eredményezheti, hogy az élelmiszerfeldolgozóknak versengeniük kell a műanyaggyártókkal az alapanyagért.

Jelenleg Európában és Észak-Amerikában a legnagyobb az igény a lebomló műanyagok iránt, de a műanyagtermékekre vonatkozó – egyre szigorodó – szabályok miatt Ázsia egyes részein is a kereslet növekedése várható.

Bioműanyag és lebomló műanyag között is van különbség

Sokan összetévesztik a lebomló műanyagokat a bioműanyagokkal. Bár egységes terminológia nincs, az utóbbi csoportba általában nemcsak a biológiailag lebomló műanyagokat értik bele, hanem azokat is, amelyeket – legalább részben – valamilyen biológiai alapanyagból gyártottak.

Egy biológiai alapanyagból készült műanyag azonban nem mindig bontható biológiai úton. 2019-ben mintegy 2,1 millió tonna bioműanyagot gyártottak világszerte, de ennek csak alig több, mint fele volt biológiailag bontható. A világ műanyaggyártásának így is jelenleg kevesebb, mint 1%-át teszik ki a biológiai alapanyagból készült műanyagok.

Már több, mint 20 féle biológiailag bontható műanyagot ismerünk, ezek közül jelenleg 3 érhető el kereskedelmi forgalomban: a legismertebb a politejsav, találkozhatunk továbbá keményítő alapú és polibutilén alapú műanyagokkal.

A keményítő ára kedvező és a világ legnagyobb részén könnyen elérhető alapanyagnak számít. Mivel vízállósága és mechanikai szilárdsága gyenge, általában más polimereket adnak hozzá, hogy ezeket a tulajdonságait javítsák. A keményítőhöz hasonlóan a politejsav alapú műanyagokat is növényi alapanyagból állítják elő. A politejsavval találkozhatunk műanyagpalackok alkotóelemeként, de a 3D nyomtatásban is egyre gyakrabban alkalmazzák. A keményítő alapú műanyagokat elsősorban csomagolóanyagként használják. Mind a politejsav, mind a keményítő alapú műanyagok előfordulnak orvostechnikai eszközökben is.

Bár számos kísérlet zajlik arra, hogy az ember által fogyasztható növények helyett inkább mezőgazdasági melléktermékek szolgáljanak alapanyagul ennél a két műanyagfajtánál, egyelőre még nem sikerült olyan technológiát kidolgozni, amely ipari szinten is gazdaságosan alkalmazható.

A harmadik, biológiailag bontható csoportba tartozó polibutilének az eddigiekkel szemben fosszilis alapúak, vagyis a hagyományos műanyagokhoz hasonlóan főként kőolajból állítják elő őket.  Ezeknek a műanyagoknak a csomagolástechnikai, ill. mezőgazdasági felhasználása a legjelentősebb (pl. talajtakaró fóliaként), de gyártanak belőlük például halászhálót is. Bár elméletben a  polibutilén-szukcinát teljes egészében, a polibutilén-adipát-tereftalát pedig mintegy 50%-ban biológiai alapanyagokból is szintetizálható, ezek az előállítási módok még fejlesztés alatt állnak. Mivel a műanyagipar további igényt támaszt a szénhidrogének kitermelésére, ezért az éghajlatváltozást is fokozza.

A lebomló műanyag, ami mégsem bomlik le, vagy nem úgy

A lebomló műanyagokat úgy tervezték, hogy kémiai (fény, oxigén) vagy biológiai hatásra egyszerű, a környezetre ártalmatlan anyagokká alakuljanak át. A gyakorlati tapasztalatok azonban azt mutatják, hogy környezeti körülmények között a bomlás nem feltétlenül gyors és sokszor nem is megy teljesen végbe.

Hiába tartjuk számon a lebomló műanyagok között a politejsavat, tengervízben kb. ugyanannyi idő alatt bomlik le, mint a nem lebomlónak számító polietilén. A szárazföldön azonban hússzor gyorsabb a bomlása, mint a polietiléné.

A fény-, illetve oxigén hatására lebomló műanyagok gyártása során általában ugyanazokból az alapegységekből (monomerekből) indulnak ki, mint a nem lebomlók gyártása során, csak adalékanyagok hozzáadásával segítik azt, hogy a bomlási folyamatok gyorsabban végbemenjenek.

A műanyag lebomlását nemcsak a kémiai szerkezetük, hanem méretük és alakjuk, valamint a környezeti körülmények (hőmérséklet, nedvesség és oxigén jelenléte vagy hiánya) is jelentősen befolyásolják. Mivel a műanyagok bomlása a felületen kezdődik, a nagy felülettel rendelkező műanyagok (pl. egy szatyor) bomlása gyorsabb, mint a tömör szerkezetű plasztikdaraboké (pl. műanyaggolyó).

Egy vékony polietilén szál például 260-szor lassabban bomlik le, mint egy ugyanolyan alapanyagból gyártott vékony filmréteg (pl. egy műanyag zacskó). Egy tömör polietilén gyöngy és az imént említett zacskó bomlási sebessége között pedig 1100-szoros a különbség.

A lebomló műanyagok is tartalmaznak adalékanyagokat, és nehezen újrahasznosíthatók

Bár a műanyagok esetében (is) hajlamosak vagyunk azt gondolni, hogy ha a termék biológiai eredetű vagy biológiai úton bontható, akkor a környezetre nem lehet káros, ez azonban általánosságban nem jelenthető ki.

A bioműanyagok is tartalmaznak számos adalékanyagot, melyeknek célja például az alapanyag előnytelen fizikai-kémiai tulajdonságainak javítása, vagy a későbbi lebonthatóság elősegítése. Ezeknek az adalékanyagoknak a környezeti és egészségügyi hatásaival azonban ugyanúgy számolni kell, mint a „hagyományos” műanyagok esetében.

A gyártónak a termék rendeltetésének megfelelően döntést kell hoznia arról, hogy újrahasznosítható vagy lebomló terméket állít elő inkább. Bár előremutatónak tűnhet pl. az, hogy egy PET-palackba néhány tizedszázalék, esetleg néhány százalék politejsavat (PLA) kevernek annak érdekében, hogy gyorsabban bontható legyen, de ezzel megakadályozzák a palack újrahasznosítását. 0,1% PLA jelenlétében a palack átlátszósága romlik, 0,3% PLA hozzáadása már sárgás színű terméket eredményez. 2-5%-nyi hozzáadott PLA – az eltérő olvadáspontja miatt – pedig már technológiai problémákat okozhat az újrahasznosítás (elsősorban az olvasztás) során.

Hogyan tájékozódhat a fogyasztó?

Nincs könnyű dolga annak, aki a bioműanyag, illetve a biológiailag bontható műanyag termékek között tájékozódni szeretne. Európában és az USA-ban már létezik minősítési rendszer ezekre a plasztik termékekre, de ezek még nem terjedtek el széles körben. European Bioplastics nevű szakmai szervezet megkülönbözteti az iparilag és házilag komposztálható műanyagokat, illetve talajban, tengervízben, valamint édesvízben lebomló műanyagokat.

Ahogyan azt már korábban is említettük, a lebomlást számos tényező befolyásolja, emiatt egy ellenőrzött, laboratóriumi körülmények között kimért bomlási idő nem biztos, hogy környezeti körülmények között reprodukálható.

Számos gyártó előszeretettel dobja piacra „környezetbarát”, „zöld”, „természetben lebomló”, „természetes alapanyagokból származó”, és „komposztálható” termékeit, miközben azt nem közli, milyen körülmények szükségesek a biológiai bontás végbemeneteléhez.

A világon előállított lebomló műanyagok nagy része (83%-a) csak ipari körülmények között komposztálható. Ha ilyen kerül a fogyasztó kezébe, akkor csalódni fog, amikor arra számít, hogy ez a termék lebomlik pl. a házi komposztban vagy kiskert talajában.

Az EU-ban a gyártókat egyelőre nem terheli semmilyen kötelezettség arra vonatkozóan, hogy a termékükben található biológiai eredetű anyagok arányáról tájékoztassák a fogyasztót. Jelenleg két olyan szervezet van Európában, amelynél – a termék bevizsgáltatását követően – igényelni lehet a termék ilyen jellegű minősítését: a független belga minősítő intézet, a Vincotte és a német TÜV Rheinland csoporthoz tartozó minősítő szervezet, a DIN CERTCO.

A komposztálhatóságot jelző címke elfogadottnak számít Németországban, Svájcban, Belgiumban, Hollandiában, az Egyesült Királyságban és Lengyelországban. Jó azonban tudni, hogy az ilyen címkével ellátott terméket ipari komposztálásra tervezték.

Ha házi körülmények között komposztálható műanyagot keresünk, akkor az alábbi címkék nyújtanak tájékoztatást:

A Vincotte „OK compost – HOME” címkéjével ellátott termékek legalább 90%-a lebomlik egy év alatt a házi komposztban, míg a német „DIN Geprüft – HOME COMPOSTABLE”  esetében ilyen arányt, illetve időtartamot nem közölnek, de ez a címke is a házilag komposztálható anyagot jelöli.

Az igazi megoldás továbbra is a műanyaghasználat visszaszorítása volna

Az, hogy szélesebb körben elterjednek akár a lebomló, akár a bioműanyagok, önmagában még biztosan nem fogja megoldani a műanyagok okozta környezeti problémákat. Bár a biológiai eredet és a biológiai bonthatóság azt az érzést keltheti a fogyasztóban, hogy környezetbarát alternatívát választ, ez nem feltétlenül igaz. Tudatosítani kell továbbá azt is, hogy a jelenleg piacon lévő biológiailag lebomló műanyagok nagy részét ipari komposztálásra tervezték, ezért házi körülmények között nem fognak lebomlani. A legfőbb cél továbbra is a műanyaghasználat jelentős visszaszorítása kellene, hogy legyen.