Учитывая климатический кризис и всемирное загрязнение пластиком, многие люди считают, что переработка материалов, в частности пластика, является решением наших проблем. Переработка может сократить использование ресурсов, предотвратить отходы и сократить выбросы CO.₂ выбросы. Это важный краеугольный камень экономики замкнутого цикла. Но хотя некоторые материалы относительно легко перерабатывать, переработка пластмасс предполагает сложный конфликт целей.

Особенно важно перерабатывать пластик, полученный из ископаемого топлива, а не сжигать его (термическая переработка) или выбрасывать в окружающую среду после однократного использования. Во многих муниципалитетах Швейцарии мы можем выбрасывать пластиковые отходы – или, точнее, смешанный бытовой пластик – в один из многочисленных мешков для сбора пластика, чтобы затем его можно было сортировать на машинах и перерабатывать.

Однако процесс переработки вскоре достигает своих пределов. Механическая переработка наиболее полезна с экологической точки зрения, когда переработанный материал заменяет как можно больше первичного материала. Это означает, что СО₂ можно избежать выбросов от производства и сжигания, а пластик не попадает на свалку или в окружающую среду. Но для замены новых пластиков требуется высококачественный переработанный материал — и именно в этом заключается проблема.

Химические вещества могут нарушить процесс переработки

Важно осознавать, что мы производим и используем огромное количество различных пластиков. Они состоят из полимерных цепочек, состоящих из повторяющихся мономерных звеньев и в зависимости от назначения содержат множество дополнительных химических веществ, в том числе стабилизаторов, пластификаторов и антипиренов, придающих пластикам необходимые свойства. В отчете Программы ООН по окружающей среде мы выявили до 13 000 химических веществ, используемых в пластмассах. Многие из этих веществ потенциально вредны для здоровья человека и окружающей среды. Тем не менее, в некоторых случаях они не регулируются должным образом.

Огромное количество пластмасс и добавок часто снижает качество перерабатываемого материала и на практике делает переработку сложной или невозможной. В результате для нас не очень полезно собирать все больше и больше пластиковых отходов, если многие пластиковые изделия не могут быть изготовлены из полученного переработанного материала, а только из новых материалов.

Более серьезная проблема заключается в том, что долговечные пластиковые изделия часто содержат добавки, которые, как мы теперь знаем, вредны для здоровья человека и окружающей среды. Если переработка этих пластмасс не контролируется должным образом, это может привести к тому, что регулируемые химические вещества будут оставаться в обращении дольше, а не будут удалены из цикла.

Обратная сторона нашего красочного пластикового мира

Например, в отличие от продуктов питания, производителям пластмасс редко приходится декларировать состав и ингредиенты. Это означает, что мы не знаем, что содержит большинство пластиковых изделий и можно ли их безопасно переработать. Вот здесь-то и начинаются мои исследования. Как химик, я пытаюсь определить, из чего сделаны пластмассы и подлежат ли они вторичной переработке.

Например, в рамках исследования, опубликованного в Экологические науки и технологииНедавно мы работали с коллегами из других швейцарских университетов над исследованием пластиковых напольных покрытий из поливинилхлорида (ПВХ). ПВХ является важным пластиком в строительной отрасли, который часто перерабатывается (коэффициент переработки: 16%). В ходе исследования мы протестировали 151 новое напольное покрытие из ПВХ на наличие тяжелых металлов, пластификаторов и других химикатов. Все протестированные товары были новыми и были куплены в Швейцарии.

Результаты исследования нас удивили. В 24 новых напольных покрытиях (16%) мы обнаружили давно запрещенные вредные добавки, такие как свинец, используемый в качестве стабилизатора, и пластификатор ДЭГФ, ортофталат. Использование свинца и ДЭГФ в новых материалах было запрещено в ЕС и Швейцарии из-за опасности для здоровья. Тот факт, что эти вещества все еще можно обнаружить в новых напольных покрытиях, по нашему мнению, скорее всего, связан с загрязнением переработанного ПВХ.

Еще 29% напольных покрытий содержали другие ортофталаты в качестве пластификаторов, которые по-прежнему разрешены к использованию, но также вызывают беспокойство. Предполагается, что некоторые фталаты нарушают работу эндокринной системы и канцерогенны, и их связывают с широким спектром заболеваний.

Полы из ПВХ уже давно считаются основным источником опасных химикатов во внутренних помещениях зданий, поскольку они выделяют пластификаторы. Несмотря на это, мы мало знаем об их химическом составе.

Как мы можем решить эту проблему?

Этот пример показывает, как большое разнообразие различных химических веществ в пластмассах и отсутствие прозрачности в отношении них создают проблемы для экономики замкнутого цикла и потенциально подвергают риску людей и окружающую среду.

В будущем нам необходимо найти способы экологически безопасной переработки материалов для напольных покрытий из ПВХ, не нанося вреда здоровью человека. Это требует более строгого контроля и процессов по удалению вредных химикатов из переработанных изделий из ПВХ. Практические методы обнаружения фталатных пластификаторов в пластмассах уже разработаны, и их необходимо интегрировать в систему переработки.

Но у нас нет быстрых и простых методов обнаружения других химических веществ. В этом случае необходима быстрая и простая аналитика для других типов пластмасс и химикатов, и, в частности, также необходимо адаптировать производственные процессы.

Если мы хотим заменить больше новых материалов в будущем, нам нужны более качественные переработанные материалы. На практике это в первую очередь означает сокращение количества различных используемых пластмасс и химикатов, более стандартизированный подход к дизайну материалов, который с самого начала учитывает переработку, и большую прозрачность в цепочке поставок.