Переработка пластикового мусора: Как зарабатывают на переработке мусора в России | Россия и россияне: взгляд из Европы | DW

Если вы посмотрите на пластмассы, картина еще более мрачная. Согласно докладу Science Advances за 2017 год под названием «Производство, использование и судьба всех когда-либо производимых пластмасс» из 8,3 млрд тонн первичного пластика, производимого во всем мире, только 9% было переработано.«Я думаю, что лучшая глобальная оценка, возможно, сейчас составляет 20% [в год] во всем мире», — говорит Роланд Гейер, ведущий автор, профессор промышленной экологии Калифорнийского университета в Санта-Барбаре. Ученые и неправительственные организации сомневаются в этих цифрах из-за неопределенной судьбы наших экспортных отходов. В июне одна из крупнейших британских компаний по переработке отходов Biffa была признана виновной в попытке отправить использованные подгузники, гигиенические прокладки и одежду за границу партиями, помеченными как макулатура. «Я думаю, что для того, чтобы увеличить цифры, требуется много творческого подхода к бухгалтерскому учету», — говорит Гейер.

«Это действительно полный миф, когда люди говорят, что мы перерабатываем наши пластмассы», — говорит Джим Пакетт, исполнительный директор Базельской сети действий в Сиэтле, которая выступает против незаконной торговли отходами. «Все это звучало хорошо. «Он будет переработан в Китае!» Ненавижу рассказывать об этом всем, но в этих местах обычно сбрасывают огромное количество [этого] пластика и сжигают его на открытом огне ».

Переработка стара как бережливость. Японцы перерабатывали бумагу в 11 веке; средневековые кузнецы изготавливали доспехи из металлолома.Во время Второй мировой войны из металлолома делали танки, а женские чулки — парашюты. «Проблемы начались, когда в конце 70-х мы начали пытаться перерабатывать бытовые отходы», — говорит Гейер. Он был заражен всевозможными нежелательными веществами: неперерабатываемыми материалами, пищевыми отходами, маслами и жидкостями, которые гниют и портят тюки.

В то же время упаковочная промышленность наводнила наши дома дешевым пластиком: кадками, пленками, бутылками, овощами в индивидуальной термоусадочной упаковке. Пластик — это то место, где переработка отходов вызывает наибольшие споры.Переработка алюминия, например, проста, прибыльна и экологически безопасна: изготовление банки из переработанного алюминия снижает ее углеродный след до 95%. Но с пластиком все не так просто. В то время как практически все пластмассы могут быть переработаны, многие из них не могут быть переработаны, потому что процесс дорог, сложен, а получаемый продукт имеет более низкое качество, чем то, что вы добавляете. Преимущества сокращения выбросов углерода также менее очевидны. «Вы отправляете его, затем вы должны вымыть его, затем вы должны его измельчить, затем вы должны повторно расплавить его, поэтому сбор и переработка сами по себе оказывают влияние на окружающую среду», — говорит Гейер.

Переработка бытовых отходов требует крупномасштабной сортировки. Вот почему в большинстве развитых стран ящики имеют цветовую маркировку: чтобы конечный продукт оставался как можно более чистым. В Великобритании Recycle Now перечисляет 28 различных этикеток для переработки, которые могут быть нанесены на упаковку. Есть петля Мебиуса (три закрученные стрелки), которая указывает на то, что продукт технически может быть переработан; иногда этот символ содержит число от одного до семи, обозначающее пластиковую смолу, из которой сделан объект.Зеленая точка (охватывающие две зеленые стрелки) указывает на то, что производитель внес свой вклад в европейскую схему утилизации. Есть ярлыки с надписью «Широко переработано» (приемлемо для 75% местных советов) и «Проверить местную переработку» (от 20% до 75% советов).

Со времени выпуска National Sword сортировка стала еще более важной, поскольку зарубежные рынки требуют материалов более высокого качества. «Они совершенно справедливо не хотят быть мировой свалкой», — говорит Смит, когда мы идем по линии «Зеленая переработка».Примерно на полпути четыре женщины в кепках и кепках вытаскивают большие куски картона и пластиковых пленок, с которыми борются машины. В воздухе доносится негромкий гул, а на трапе толстый слой пыли. Green Recycling — это коммерческий MRF: он принимает отходы из школ, колледжей и местных предприятий. Это означает меньший объем, но лучшую маржу, поскольку компания может взимать плату с клиентов напрямую и сохранять контроль над тем, что она собирает. «Все дело в превращении соломы в золото», — говорит Смит, имея в виду Румпельштильцхена.«Но это сложно — и становится намного труднее».

Ближе к концу очереди находится машина, которая, как надеется Смит, изменит ее. В прошлом году Green Recycling стала первой компанией MRF в Великобритании, которая инвестировала в Max, американскую сортировочную машину с искусственным интеллектом. Внутри большого прозрачного ящика над конвейером роботизированная присасывающая рука с маркировкой FlexPickerTM движется вперед и назад по ленте, неутомимо собирая. «Сначала он ищет пластиковые бутылки, — говорит Смит. «Он делает 60 пиков в минуту. В хороший день люди выбирают от 20 до 40.”Система камеры определяет катящиеся мимо отходы, отображая подробную разбивку на соседнем экране. Машина предназначена не для замены людей, а для их приумножения. «Он собирает три тонны мусора в день, в противном случае нашим человеческим парням пришлось бы уйти», — говорит Смит. Фактически, робот создал новую человеческую работу для его обслуживания: этим занимается Даниэль, которую команда называет «мамой Макса». По словам Смита, автоматизация дает двоякие преимущества: больше материалов для продажи и меньше отходов, которые компания должна платить, чтобы потом сжечь.Маржа низкая, а налог на захоронение отходов составляет 91 фунт стерлингов за тонну.

Не только Смит верит в технологии. В связи с тем, что потребители и правительство возмущены кризисом пластмасс, промышленность по переработке отходов изо всех сил пытается решить эту проблему. Одна большая надежда — это химическая переработка: превращение проблемных пластиков в нефть или газ с помощью промышленных процессов. «Он перерабатывает пластмассы, которые не поддаются механической переработке: пакеты, саше, черный пластик», — говорит Адриан Гриффитс, основатель компании Recycling Technologies, расположенной в Суиндоне.Идея пришла к Гриффитсу, бывшему консультанту по менеджменту, случайно, после ошибки в пресс-релизе Уорикского университета. «Они сказали, что могут превратить любой старый пластик обратно в мономер. В то время они не могли этого сделать, — говорит Гриффитс. Заинтригованный, Гриффитс вышел на связь. В итоге он стал партнером исследователей, чтобы создать компанию, которая могла бы это сделать.

Переходя от одноразового к многоразовому, вы открываете грандиозные возможности дизайна. при чрезвычайно высоких температурах превращается в газ и масло plaxx, которые можно использовать в качестве топлива или сырья для нового пластика.В то время как мировое настроение обратилось против пластика, Гриффитс — редкий его защитник. «Пластиковая упаковка на самом деле оказала невероятную услугу миру, потому что она сократила количество стекла, металла и бумаги, которые мы использовали», — говорит он. «То, что меня беспокоит больше, чем проблема пластика, — это глобальное потепление. Если вы используете больше стекла, больше металла, эти материалы будут иметь гораздо больший углеродный след ». Компания недавно запустила пробную схему с Tesco и уже работает над вторым объектом в Шотландии.В конце концов, Гриффитс надеется продать машины предприятиям по переработке вторсырья по всему миру. «Нам нужно прекратить отправку рециклинга за границу», — говорит он. «Ни одно цивилизованное общество не должно избавляться от мусора в пользу развивающейся страны».

Есть повод для оптимизма: в декабре 2018 года правительство Великобритании опубликовало новую всеобъемлющую стратегию утилизации отходов, частично в ответ на National Sword. Среди его предложений: налог на пластиковую упаковку, содержащую менее 30% вторичного сырья; упрощенная система маркировки; и средства заставить компании брать на себя ответственность за производимую ими пластиковую упаковку.Они надеются заставить отрасль инвестировать в инфраструктуру утилизации дома.

Тем временем отрасль вынуждена адаптироваться: в мае 186 стран приняли меры по отслеживанию и контролю экспорта пластиковых отходов в развивающиеся страны, а более 350 компаний подписали глобальное обязательство по отказу от одноразового использования. пластмассы к 2025 году.

И все же поток отказов человечества таков, что этих усилий может оказаться недостаточно. Темпы рециркуляции на западе замедляются, а использование упаковки будет стремительно расти в развивающихся странах, где показатели рециркуляции низки.Если National Sword что-то и показала нам, так это то, что утилизация — хотя она и необходима — просто недостаточна для решения нашего кризиса с отходами.

---

Возможно есть альтернатива. С тех пор, как Blue Planet II привлекла наше внимание к пластиковому кризису, в Британии возрождается умирающая отрасль: молочник. Многие из нас предпочитают доставку, сбор и повторное использование бутылочек для молока. Возникают аналогичные модели: магазины безотходных товаров, требующие привозить собственные контейнеры; бум в многоразовых стаканах и бутылках.Как будто мы вспомнили, что старый экологический лозунг «Сокращение, повторное использование, переработка» был не только цепляющим, но и перечисленным в порядке предпочтения.

Том Саки хочет применить модель молочника практически ко всему, что вы покупаете. Бородатый, лохматый венгер-канадец — ветеран отрасли по переработке отходов: он основал свой первый стартап по переработке отходов, будучи студентом Принстона, продавая удобрения на основе червей из использованных бутылок. Эта компания, TerraCycle, в настоящее время является гигантом по переработке отходов, работающим в 21 стране.В 2017 году TerraCycle работала с Head & Shoulders над бутылкой шампуня, сделанной из переработанного океанского пластика. Продукт был представлен на Всемирном экономическом форуме в Давосе и сразу же стал хитом. Proctor & Gamble, которая делает Head & Shoulders, очень хотела знать, что будет дальше, поэтому Саки предложил нечто гораздо более амбициозное.

В результате появилась Loop, которая этой весной начала испытания во Франции и США, а этой зимой прибудет в Великобританию. Он предлагает широкий выбор товаров для дома от производителей, включая P&G, Unilever, Nestlé и Coca-Cola, в многоразовой упаковке.Товары доступны в Интернете или у эксклюзивных розничных продавцов. Клиенты вносят небольшой залог, и использованные контейнеры в конечном итоге забираются курьером или отправляются в магазин (Walgreens в США, Tesco в Великобритании), стираются и отправляются обратно производителю для пополнения. «Loop — это не продуктовая компания; это компания по утилизации отходов, — говорит Саки. «Мы просто изучаем отходы, прежде чем они начнутся».

Многие модели Loop знакомы: многоразовые стеклянные бутылки Coca-Cola и Tropicana; алюминиевые бутылки Pantene.Но другие полностью переосмысливаются. «Переходя от одноразового к многоразовому, вы открываете грандиозные возможности дизайна», — говорит Саки. Например: Unilever работает над таблетками зубной пасты, которые растворяются в пасте под проточной водой; Мороженое Häagen-Dazs поставляется в ванне из нержавеющей стали, которая остается холодной достаточно долго для пикников. Даже товары поставляются в изолированном пакете, специально разработанном для экономии картона.

В компании Recycling Technologies в Суиндоне почти все пластмассы можно превратить в plaxx — масло, которое можно использовать для производства нового пластика.Фотография: Recycling Technologies Ltd

Тина Хилл, копирайтер из Парижа, подписалась на Loop вскоре после его запуска во Франции. «Это очень просто, — говорит она. «Это небольшой залог, 3 евро [за контейнер]. Что мне нравится в нем, так это то, что у них есть вещи, которыми я уже пользуюсь: оливковое масло, средства для стирки ». Хилл описывает себя как «довольно экологичную: мы перерабатываем все, что можно переработать, мы покупаем органическое». Объединив Loop с покупками в местных магазинах безотходных товаров, Хиллс помогла своей семье радикально снизить зависимость от одноразовой упаковки.«Единственным недостатком является то, что цены могут быть немного высокими. Мы не против потратить немного больше на то, во что вы верите, но на некоторые вещи, например на макароны, это непозволительно «.

По словам Саки, основным преимуществом бизнес-модели Loop является то, что она заставляет дизайнеров упаковки отдавать предпочтение долговечности, а не одноразовости. В будущем Szaky ожидает, что Loop сможет отправлять пользователям электронные письма с предупреждениями о сроках годности и другими советами, чтобы сократить объем отходов. Модель молочника — это больше, чем просто бутылка: она заставляет задуматься о том, что мы потребляем, а что выбрасываем.«Мусор — это то, что мы хотим скрыть от глаз и мыслей — он грязный, отвратительный, плохо пахнет», — говорит Саки.

Вот что нужно изменить. Заманчиво видеть, как пластик скапливается на малазийских свалках, и думать, что его переработка — пустая трата времени, но это не так. В Великобритании переработка отходов — это в значительной степени история успеха, и альтернативы — сжигание наших отходов или их захоронение — еще хуже. Саки говорит, что вместо того, чтобы отказываться от переработки, мы все должны использовать меньше, повторно использовать то, что мы можем, и обращаться с нашими отходами так, как их видит отрасль по переработке отходов: как с ресурсом.Не конец чего-то, а начало чего-то другого.

«Мы не называем это отходами; мы называем это материалами », — говорит Смит из Green Recycling в Малдоне. Во дворе грузовик загружается 35 тюками отсортированного картона. Отсюда Смит отправит его на завод в Кенте для варки целлюлозы. Через две недели это будут новые картонные коробки, а вскоре и чужой мусор.

Если вы хотите, чтобы комментарий к этому материалу был рассмотрен для включения на страницу писем журнала Weekend в печатном виде, отправьте электронное письмо по адресу Weekend @ theguardian.com, включая ваше имя и адрес (не для публикации).

Полный процесс переработки пластмасс

Пластмассы существуют всего немногим более века, но они стали частью почти каждого аспекта нашей жизни. Пластиковые материалы — от детских игрушек до упаковки для пищевых продуктов — являются неотъемлемой частью жизни 21 века. Фактически, примерно за 70 лет было произведено 8,3 миллиарда метрических тонн пластика, из которых около 6,3 миллиарда метрических тонн стали отходами.

И только 9% этих отходов было переработано.

На это есть множество причин, и хотя наши пластиковые отходы продолжают расти, достижения в области технологий и изменения в способах потребления помогают сделать его более эффективным и действенным.

---

Почему переработка пластика так важна и с какими проблемами сталкивается отрасль?

Вторичная переработка пластика чрезвычайно важна как в качестве метода обращения с существующими отходами, так и в качестве компонента как циркулярной экономики, так и систем безотходного производства, которые направлены на сокращение образования отходов и повышение устойчивости.Существуют социальные, экологические и экономические последствия, связанные с нашими нынешними привычками к образованию и удалению отходов, и будь то проблема микропластика или, по оценкам, 2,5 триллиона долларов в виде ущерба и потерянных ресурсов для рыболовства, аквакультуры, рекреационной деятельности и глобального благополучия, последствия больше не вызывает сомнений.

Однако решить проблемы, связанные с пластиком, непросто, и существует недостаток осведомленности о проблеме пластиковых отходов. Несмотря на то, что потенциальные проблемы были впервые выявлены в 1960-х годах, исторически сложилось так, что реальным изменениям было оказано множество противодействий — в основном со стороны самой индустрии пластмасс.В последнее время эта проблема, кажется, меняет направление, поскольку все больше людей ищут экологически безопасные варианты и узнают, почему переработка пластика так важна.

Сегодня, когда и потребители, и компании стремятся перерабатывать больше материалов, не хватает знаний о том, как это делать эффективно. Это создает проблемы в виде загрязнения, либо из-за смешивания неперерабатываемых пластмасс с перерабатываемыми пластиками, либо из-за попыток переработать пластик, загрязненный такими вещами, как клеи, химикаты и остатки пищи, что еще больше затрудняет процесс переработки.Обе эти проблемы могут привести к тому, что пластмассы будут отправлены на свалки, а не переработаны.

Еще одна сложность связана с самими продуктами. В то время как некоторые товары, такие как бутылки для воды и другие бутылки для напитков, часто изготавливаются из единого обычного пластика (например, ПЭТФ), что позволяет их легко перерабатывать, многие другие предназначены для использования из смеси пластмасс, что может вызвать серьезные проблемы при переработке. наш текущий процесс переработки пластика. Более того, многие продукты представляют собой смесь пластика и непластика, например дерева или металла.К сожалению, эти продукты даже не попадут в центр переработки.

Тем не менее, процесс переработки пластика в последние годы значительно улучшился и может быть разбит на шесть основных этапов.

---

Этапы процесса переработки пластика

1. Сбор + раздача

Первым шагом в процессе механической переработки является сбор бытовых материалов в домах, на предприятиях и в учреждениях. Это могут сделать либо местные органы власти, либо частные компании, причем последнее часто является популярным вариантом для предприятий.

Другой вариант — сдавать пластмассы в общественные пункты сбора, такие как специальные мусорные баки или объекты. Это может быть как простой контейнер для бутылок на углу улицы, так и сложный, например, местная свалка с большими площадями для различных перерабатываемых и не перерабатываемых твердых бытовых отходов (ТБО).

---

2. Сортировка + категоризация

Следующим шагом в процессе переработки пластика является сортировка. Существует несколько различных типов пластика (см. Ниже), которые необходимо отделить друг от друга с помощью переработчиков.Кроме того, пластмассы можно сортировать по другим свойствам, таким как цвет, толщина и использование. Это делается машинами на заводе по переработке и является важным шагом для повышения эффективности предприятий и предотвращения загрязнения конечной продукции.

---

3. Мойка

Промывка является важным этапом в процессе переработки пластика, поскольку она удаляет некоторые загрязнения, которые могут затруднить работу или полностью испортить партию переработанного пластика. Примеси, на которые нацелены на этом этапе, обычно включают такие вещи, как этикетки продуктов и клеи, а также грязь и остатки пищи.Хотя на этом этапе пластик часто моют, важно помнить, что это не умаляет важности того, чтобы пластик был как можно более свободен от примесей перед утилизацией и сбором.

---

4. Измельчение

Затем пластик подается в измельчители, которые разбивают его на более мелкие кусочки. Эти более мелкие детали, в отличие от формованных пластмассовых изделий, могут быть переработаны на следующих этапах для повторного использования. Кроме того, пластиковые детали с измененным размером можно использовать для других целей без дальнейшей обработки, например, в качестве добавки в асфальт или просто продавать в качестве сырья.

Разделение пластика на более мелкие части также позволяет обнаружить оставшиеся загрязнения. Это особенно верно в отношении загрязняющих веществ, таких как металл, которые, возможно, не были удалены промывкой, но на этом этапе могут быть легко собраны с помощью магнита.

---

5. Идентификация и разделение пластмасс

Здесь пластиковые детали проходят проверку на их класс и качество. Во-первых, они разделяются по плотности, которая проверяется путем плавания частиц пластика в емкости с водой.Затем следует тест на так называемую «классификацию воздуха», который определяет толщину пластиковых деталей. Это делается путем помещения измельченного пластика в аэродинамическую трубу, при этом более тонкие части плавают, а более крупные / толстые остаются внизу.

---

6. Экструзия + компаундирование

На этом заключительном этапе процесса переработки пластика частицы измельченного пластика превращаются в продукт, пригодный для использования на производстве. Измельченный пластик плавится и измельчается, образуя гранулы.Стоит отметить, что не всегда возможно объединить все типы, классификации и качества пластика на одном заводе, поэтому на этом заключительном этапе иногда отправляются разные сорта пластика на другие предприятия по переработке.

---

Различные виды пластика

Существует множество видов пластика, и когда вы пытаетесь ознакомиться с процессом переработки пластика и избегать загрязнения, следует помнить о семи категориях. Скорее всего, вы видели эти символы на продуктах, и хотя они выглядят как «символ вторичной переработки», на самом деле они указывают на тип смолы, а некоторые представляют материал, который вообще не подлежит вторичной переработке.

Номер 1: ПЭТ (или ПЭТ) — полиэтилентерефталат

Один из наиболее распространенных типов пластика, с которым вы, вероятно, столкнетесь, — это смола, используемая для производства таких продуктов, как контейнеры для пищевых продуктов и пластиковые бутылки для воды или безалкогольных напитков. ПЭТ (иногда называемый ПЭТ) широко перерабатывается.

Номер 2: HDPE — полиэтилен высокой плотности

Более жесткий, чем полиэтилентерефталат, этот тип пластика используется в более прочных продуктах, таких как бутылки с моющими средствами, продукты для хранения продуктов питания и напитков, крышки для бутылок, некоторые более толстые пакеты для покупок и одноразовые пластиковые изделия, такие как игрушки. , каски и кант.Опять же, этот тип пластика широко перерабатывается.

Номер 3: ПВХ — поливинилхлорид

ПВХ

считается одним из самых универсальных и распространенных типов пластика и используется для таких применений, как водопроводные и канализационные трубы (поскольку он очень устойчив к химическим и биологическим повреждениям), полы, вывески, мебель и многое другое. Несмотря на то, что существуют некоторые методы вторичной переработки ПВХ, они не распространены и редко встречаются в обычных коллекциях пластика. Это в значительной степени связано с токсичностью ПВХ при переработке.

№ 4: LDPE — полиэтилен низкой плотности

Несмотря на то, что этот пластик низкой плотности не такой прочный, как HDPE, он очень эластичен и используется в широком спектре товаров, таких как контейнеры, игровые площадки и пластиковые мешки для мусора. Этот тип смолы подлежит вторичной переработке, но многие продукты (например, пластиковые пакеты) могут быть исключены, поскольку они создают риск засорения оборудования и считаются нецелесообразными для вторичной переработки.

Номер 5: PP — полипропилен

Обычно используемый в литье под давлением, этот пластик можно найти в продуктах, от крышек для бутылок до хирургических инструментов и одежды.Хотя полипропилен пригоден для вторичной переработки, обрабатывающие центры часто отказываются от него из-за проблем, которые он создает, в результате чего скорость его вторичной переработки намного ниже, чем у других пластиков.

№ 6: ПС — полистирол

Этот пластик часто используется в качестве одноразовых пластиковых контейнеров для пищевых продуктов, как изолированные контейнеры и в упаковочных материалах. Несмотря на его обилие, полистирол редко перерабатывается из-за того, что он не является рентабельным (в его наиболее распространенной форме, пенополистирол или пенополистирол, на 95% состоит из воздуха) и требует больше энергии, чем экономия для рециркуляции.

Номер 7: Другое

Эта категория включает в себя все остальное, что может включать комбинации любого из предыдущих шести, а также другие менее используемые пластмассы. В эту классификацию также входят пластмассы, не относящиеся к нефтехимии, такие как новые пластмассы, полимеры и биопластики. Таким образом, все, что помечено цифрой 7, обычно не включается в процесс переработки пластика, но может иметь другие решения для отходов.

В настоящее время процесс переработки пластмасс сталкивается с множеством проблем, и, в отличие от стекла и алюминия, пластики не могут быть переработаны бесконечно, а это означает, что с каждой последующей обработкой переработанный материал деградирует и его качество хуже, чем у первичных материалов.

Однако не упускайте и более широкую перспективу. Сегодняшний процесс переработки пластика на несколько десятков лет превосходит то, что было всего несколько десятилетий назад, при этом темпы переработки растут и продолжают значительно расти. Появляются такие инновации, как химическая переработка, чтобы больше пластика оставалось в цикле переработки на более длительный срок. Более того, на рынке появляется все больше альтернатив пластиковым изделиям.

По мере того, как частные лица и предприятия все больше вовлекаются в процесс переработки пластика, мы, вероятно, увидим его дальнейшее совершенствование.Наряду с переходом на новые продукты и альтернативы пластику, это означает медленное, но неуклонное движение в правильном направлении.

Процесс переработки пластика, вероятно, получит огромный импульс, поскольку мы станем более сознательными в использовании ресурсов и производстве продукции. Фактически, хотя концепции управления отходами, такие как безотходная экономика и нулевые отходы, в целом связаны с отходом от одноразового пластика, переработка останется частью процесса управления отходами в обозримом будущем, что позволит нам постепенно отойти от ненужные пластмассы и увеличивают возможность вторичной переработки тех, которые остаются необходимыми.

---

Загрузите этот блог, чтобы поделиться им.

Мы вышлем вам версию для печати по электронной почте.

---

Чтобы узнать больше о том, как не допускать попадания пластика на свалки, подпишитесь на наш блог или поговорите с одним из наших НАСТОЯЩИХ консультантов по отходам, чтобы узнать, как улучшить методы утилизации отходов в вашем бизнесе.
Свяжитесь с одним из наших НАСТОЯЩИХ консультантов сегодня.

---

Переработка пластика — обзор

Переработка

Существует четыре категории переработки пластика: первичная, вторичная, третичная и четвертичная (Ehrig, 1992; Fisher, 2003; Harper, 2002).Первичная переработка — это создание продуктов аналогичного качества из переработанного источника. Вторичная переработка — это создание изделий из вторичного материала с менее строгими требованиями, таких как создание композитных пиломатериалов из пластиковых отходов. Третичная переработка — это использование переработанного продукта в качестве химического сырья. Наконец, существует четвертичная переработка, которую некоторые не рассматривают. Четвертичная переработка — это сжигание пластика для рекуперации тепловой энергии. Как третичная рециркуляция, так и четвертичная рециркуляция будут рассмотрены в следующих разделах.

Первичная переработка сельскохозяйственных пластмасс затруднена по ряду причин. Загрязнение, то есть наличие непластического материала в использованном пластике, является наиболее серьезным препятствием на пути к первичной переработке. Почти все пластмассы, используемые в сельскохозяйственном секторе, контактируют с грязью, растительными веществами, химическими остатками и подвергаются воздействию элементов в течение своего срока службы.

Степень загрязнения сельскохозяйственных пластмасс может варьироваться в широких пределах, поскольку они собираются с поля.Применение, плотность загрязнения, тип пластика и методы сбора — все это может повлиять на уровень загрязнения. Пластиковая пленка, вытягиваемая непосредственно с приподнятых грядок, имеет уровень загрязнения от 4% до 66% (Brooks, 1997; Hussain and Hamid, 2003). Пленочные пластмассы, используемые в садоводстве для покрытия теплиц и низких туннелей, содержат меньше загрязняющих веществ, но их уровень может достигать 50% по весу (Briassoulis and Hiskakis, 2013). Такая высокая концентрация, безусловно, исключит рекуперированный пластик с рынка первичной переработки.Количество пластмасс, которые не накапливают мусор или другие загрязнители от вышеупомянутых применений в сельском хозяйстве, незначительно. Тщательная промывка использованного сельскохозяйственного пластика подготовит его к рынку первичной переработки, но энергия, используемая для этого, отрицательно влияет на содержание рекуперированной энергии.

Фактически, даже вторичный рынок вторичной переработки, рынок, традиционно более принимающий загрязненное сырье, требует очень низкого уровня загрязнения. Допустимые уровни загрязнения для ряда первичных и вторичных операций по переработке приведены в Таблице 10.1.

Таблица 10.1. Технические условия на загрязняющие вещества для предприятий первичной и вторичной переработки

9022 Композитные пиломатериалы 9022 Пленочные пакеты, контейнеры и контейнеры из композитных материалов 9022 материалов, мусора, неплотной бумаги, масла или смазки

Компания / организация	Произведенные переработанные продукты	Технические условия на загрязнение
Калифорния (США) вторичная переработка древесины
Программа переработки сельскохозяйственной продукции Нью-Джерси (США)	Собранные материалы, проданные брокерам по переработке пластика / рынку вторичной переработки	В материалах не должно быть мусора, включая растительный материал и почва
Recycling Ag Plastics Project, Cornell University (USA)	Собранные материалы, продаваемые пластиковым брокерам / рынку вторичной переработки	Без грязи, дерна, почвы, органических веществ и рыхлой бумаги
TREX (США)	Продукты для настилов, заменяющие древесину	Запрещено использование мусора, продуктов питания или неплотной бумаги и без влаги
CeDo Recycling (Нидерланды)	Мешки для мусора	Пленка, которую необходимо подметать, без нитей, сеток или инородных тел (металла и камней)
PLASTEC (Италия)	Пластиковые аксессуары для флористов	Уровень загрязнения не должен превышать 1% влажности или 2% грязи по весу

По материалам Briassoulis D, Hiskakis M.2013. Технические условия на механическую переработку сельскохозяйственных пластиковых отходов. Waste Manag. 33, 1516–1530.

Препятствия на пути к переработке не ограничиваются загрязнением. Переработчики также предпочитают, а в некоторых случаях требуют, чтобы рекуперированный материал был отсортирован по типу пластика. К сожалению, это трудный процесс. Например, пленочный пластик обычно представляет собой полипропилен или полиэтилен. Жесткие контейнеры могут быть из полистирола, полиэтилена или полипропилена. Следовательно, классификацию по типу нельзя проводить только на глаз.

При сортировке пластмасс в потоке твердых бытовых отходов используются автоматизированные оптические сепараторы для ближней инфракрасной спектроскопии. Эта технология не применяется для сельскохозяйственных пластмасс по двум причинам. Во-первых, восстановленный сельскохозяйственный пластик обычно упаковывается в тюки и поэтому не поддается сортировке (Briassoulis and Hiskakis, 2013). Кроме того, процедуры сбора, установленные для сельскохозяйственных пластмасс, направляемых на рынок вторичной переработки, требуют, чтобы сортировка и очистка проводились до поступления в поток вторичной переработки, поэтому дальнейшая сортировка не требуется (RAPP, 2014).

Кроме того, на рынок перерабатываемого пластика напрямую влияет мировая цена на нефть (Meng et al., 2015; Triguero et al., 2014). Спрос на переработанный пластик снижается по мере снижения цен на нефть. Это не только препятствует разработке новых бизнес-моделей, связанных со сбором и перепродажей перерабатываемого пластика, но также отвращает существующих производителей пластика от покупки переработанного продукта и вынуждает существующие компании по сбору пластика и брокерские компании хранить переработанный пластик до тех пор, пока цена на нефть не вырастет. .

Наконец, переработка материалов из неточечных источников является проблемой. Сельский характер многих сельскохозяйственных угодий увеличивает затраты энергии на транспортировку и сбор.

Пластмассы были переработаны в инновационных целях. Нетрадиционные варианты переработки сельскохозяйственных пластмасс включают использование рекуперированного материала в дополнение к древесному волокну и другим натуральным волокнам для производства экокомпозитов. Эти композиты отводят пластик от мусорных свалок и сжигания и используются в качестве строительных материалов и промышленных продуктов (Gonzalez-Sanchez et al., 2014; Picuno et al., 2012). Примером экокомпозита является композитный брус. Эта смесь рекуперированного пластика и древесного волокна используется для бордюров парковок, морских пилонов и настилов жилых или коммерческих помещений, когда возможен эффективный сбор (Najafi, 2013). Однако предложение намного превышает спрос на использованный пластик, переработанный в этих формах, и этот вариант существует в первую очередь для тех пользователей пластика, которые находятся рядом с предприятиями по производству композитных пиломатериалов.

Несмотря на эти многочисленные проблемы, темпы рециклинга пластмасс растут, хотя и умеренными темпами (PlasticsEurope, 2013).

В центре внимания науки и техники: передовая переработка пластмасс

Почему это имеет значение

Пластиковые отходы в США выросли в десять раз с 1970 по 2018 год, в то время как показатели переработки оставались низкими. Размещение пластиковых отходов на свалках и в океанах может привести к загрязнению экосистем и отрицательно сказаться на здоровье человека и дикой природе. Технологии химической переработки могут улучшить переработку пластика, но остается ряд проблем.

Технология

Что это? Пластмассы используются во многих предметах повседневного обихода, включая упаковку для пищевых продуктов, бутылки с водой, пакеты и бытовую технику.Они в основном состоят из химикатов на основе ископаемого топлива в сочетании с различными добавками, такими как стабилизаторы или антипирены, для достижения желаемого результата (например, прочности, жесткости, цвета, термостойкости).

Большая часть пластиковых отходов в США попадает на свалки, при этом относительно небольшая часть сжигается, а еще меньшая часть перерабатывается. Пластиковые отходы, накапливающиеся на свалках, обычно не разлагаются и не разрушаются.

Рисунок 1. Методы утилизации пластиковых отходов в США

Технологии переработки пластмасс — это переработка или переработка пластиковых отходов для повторного использования. В настоящее время доминирующей технологией рециклинга пластмасс является механическая переработка, при которой используются физические процессы, такие как сортировка, измельчение, промывка, разделение, сушка и повторное гранулирование, для восстановления пластмасс, которые могут заменить первичные или новые пластики. Однако технология механической переработки является дорогостоящей, трудоемкой и обычно приводит к более низкому качеству пластика, чем первичный пластик.Следовательно, промышленность рассматривает передовые технологии переработки, а именно химическую переработку, как альтернативу или дополнение к механической переработке. Технологии химической переработки используют тепло, химические реакции или и то, и другое для переработки использованного пластика в пластик, эквивалентный первичному, топливо или другие химические вещества.

Кроме того, последние достижения в технологии сортировки — одном из физических процессов, общих для технологий химической и механической переработки — могут также повысить эффективность химической переработки и привести к увеличению переработки пластмасс.Например, технологии искусственного интеллекта могут повысить эффективность автоматической сортировки. Точно так же другая передовая технология эффективно сортирует материалы, определяя их молекулярные колебания.

Как это работает? Химическая переработка может способствовать развитию замкнутой системы, известной как круговая экономика, в которой пластмассы используются повторно, а не выбрасываются на свалки или сжигаются. Существует три основных категории технологий химической переработки: конверсия, разложение и очистка.

Рисунок 2. Замкнутый цикл химической переработки

Conversion фокусируется на преобразовании полимеров — длинноцепочечных углеводородных молекул, построенных из более мелких повторяющихся звеньев, называемых мономерами, — в смешанных или отсортированных пластиках в более мелкие молекулы. Это может происходить с помощью различных методов, включая пиролиз и газификацию.

• Пиролиз, иногда называемый «пластиком в топливо», превращает пластиковые отходы в синтетическую сырую нефть, которая может быть переработана в дизельное топливо, бензин, мазут или воск.Этот процесс включает нагрев пластиковых отходов до высоких температур (300-900 ° C) в отсутствие кислорода. В разных формах пиролиза используются разные температуры, давления и время обработки.
• Газификация также нагревает пластиковые отходы до высоких температур (500-1300 ° C) в среде с низким содержанием кислорода, чтобы преобразовать пластиковые отходы в синтез-газ или «синтез-газ». Синтез-газ — топливная смесь, содержащая в основном водород и окись углерода, — может сжигаться для выработки электроэнергии или превращаться в другое топливо или химические вещества, такие как этанол и метанол.

Разложение расщепляет полимеры в отсортированных пластмассах на мономеры с получением новых пластмасс. Это разложение может происходить с помощью тепла или химикатов. В химическом разложении используются растворители для разрушения полимеров на мономеры. В некоторых технологиях разложения используются ферменты для разложения полимеров при таких низких температурах, как комнатная, что приводит к меньшему потреблению энергии.

Purification использует растворители для отделения полимеров от добавок или загрязнений.В отличие от других видов химической рециркуляции, очистка не разрушает и не модифицирует полимер. Очистка может использоваться со смешанными или отсортированными пластиками.

Насколько это зрело? Хотя такие технологии, как пиролиз и газификация, являются зрелыми, их использование в переработке пластика является относительно новым, отчасти из-за низкой стоимости первичного пластика и проблем, связанных с переработкой загрязненных или сложных пластиковых продуктов. Конверсия в настоящее время является наиболее зрелой из технологий химической рециркуляции: несколько компаний используют пиролиз, и, по крайней мере, одна компания использует газификацию в промышленных масштабах.Несколько компаний также разрабатывают или находятся на начальных этапах экспериментальной разработки термического и химического разложения. Очистка является наименее развитой технологией рециркуляции химических веществ, хотя исследования в этой области продолжаются. Передовые технологии сортировки различаются по степени зрелости: молекулярные колебания для идентификации материалов уже используются, а сортировка с использованием искусственного интеллекта все еще находится в стадии разработки.

Возможности

• Сохранение ресурсов . Химическая переработка может производить сырье первозданного качества, тем самым снижая спрос на ископаемое топливо и другие природные ресурсы.
• Сокращенное использование полигонов . Значительное количество пластиковых отходов попадает на свалки. Новые технологии могут уменьшить потребность в свалках, что может уменьшить выброс вредных химикатов в окружающую среду.
• Новые рынки . Развитие передовых технологий переработки может способствовать развитию внутреннего бизнеса и занятости. Химическая переработка создает рынок пластиковых отходов и новый способ повторного использования некоторых пластмасс.

Вызовы

• Препятствия при усыновлении .Компании, желающие использовать химическую переработку, могут столкнуться с несколькими препятствиями, включая технологические проблемы, высокие начальные и эксплуатационные расходы, неразвитые внутренние рынки переработанных продуктов и ограниченные стимулы для инноваций и инвестиций в переработку.
• Пригодность . Химическая переработка может подходить не для всех типов пластика, особенно когда полимерные цепи необратимо связаны друг с другом.
• Конкурс . Производство первичных пластмасс, как правило, дешевле, чем переработанных пластмасс, отчасти из-за транспортных расходов и ограниченной инфраструктуры рециркуляции, что затрудняет конкуренцию процессам рециркуляции.

Контекст и вопросы политики

Учитывая, что объем пластиковых отходов, как ожидается, со временем будет расти, директивные органы должны рассмотреть следующие ключевые вопросы:

• Какие шаги могли бы предпринять федеральное правительство, штаты и другие заинтересованные стороны, чтобы еще больше стимулировать переработку химических веществ, а не их утилизацию? Каковы потенциальные преимущества и проблемы этих подходов?
• Какие шаги могли бы предпринять политики для поддержки перехода к экономике замкнутого цикла, включая инновации и инвестиции в производство и переработку?
• Что могли бы сделать политики для продвижения передовых технологий рециркуляции при одновременном снижении опасностей, связанных с существующими методами производства и рециркуляции пластмасс?

За дополнительной информацией обращайтесь: Карен Л.Говарда по телефону (202) 512-6888 или [email protected].

Может ли химическая переработка уменьшить загрязнение пластмассой?

Изображения пластиковых бутылок, моющихся на пляжах или найденных в животе океана, помогли привлечь внимание к угрозам, которые пластиковые отходы представляют для экосистем, дикой природы и здоровья человека.

С 1970 по 2018 год (по последним доступным данным) количество пластиковых отходов в США выросло в десять раз. Несмотря на то, что показатели рециркуляции оставались низкими, передовые технологии рециркуляции могут помочь увеличить показатели рециркуляции и, в свою очередь, сократить количество отходов и загрязнение, особенно если будут решены несколько ключевых проблем.

Сегодняшний пост в WatchBlog посвящен нашему новому обзору передовых технологий вторичной переработки пластмасс.

Куда уходит весь пластик?

Большая часть пластиковых отходов в США попадает на свалки, где они, как правило, не разлагаются биологически и не разрушаются с течением времени. Относительно небольшая часть пластиковых отходов сжигается, а еще меньшая часть перерабатывается.

Методы утилизации пластиковых отходов в США

Пластиковые отходы также могут попадать в водные пути и в конечном итоге попадать в океан.В сентябре 2019 года мы сообщили о федеральных усилиях по просвещению и очистке морского мусора и дали рекомендации по улучшению координации и стратегий на федеральном уровне. И хотя большинство из этих рекомендаций были выполнены, необходимы дополнительные действия, чтобы в первую очередь сократить утилизацию пластиковых отходов. Одним из решений может быть прогресс в технологии рециркуляции.

Как сейчас перерабатывается пластик?

В настоящее время доминирующей технологией переработки пластмасс является механическая переработка, при которой используются физические процессы, такие как сортировка, измельчение и промывка, для восстановления использованных пластмасс.Технология механической переработки дорогостоящая, трудоемкая и, как правило, приводит к снижению качества пластмасс.

На протяжении десятилетий промышленность по переработке вторичного сырья в США полагалась на продажу вторсырья на международных рынках. Агентство по охране окружающей среды (EPA) разрабатывает национальную стратегию утилизации и ставит цель повысить уровень утилизации бытового и коммерческого мусора с 25% до 50% к 2030 году. В отчете за декабрь 2020 года мы обнаружили, что наличие внутреннего рынка вторсырья поможет U.С. достигнуть этой цели.

Мы также предложили Конгрессу рассмотреть вопрос о прояснении того, какое агентство отвечает за стимулирование развития внутренних рынков, и рекомендовали Агентству по охране окружающей среды способы достижения прогресса в реализации своей стратегии.

Что такое химическая переработка?

Химическая переработка — это передовая технология переработки.

Химическая переработка может уменьшить количество пластика, попадающего на свалки, тем самым потенциально уменьшая выброс вредных химикатов в окружающую среду.Химическая переработка также позволяет получать высококачественное сырье, снижая тем самым спрос на ископаемое топливо и другие природные ресурсы. И по мере развития этой технологии химическая переработка может способствовать развитию внутреннего бизнеса и занятости, создавая рынок для пластиковых отходов и новый способ повторного использования некоторых пластмасс.

Кроме того, в отличие от изделий из переработанного пластика, с которыми вы, возможно, знакомы, химическая переработка может привести к получению переработанного пластика очень высокого качества, который может быть неотличим от нового пластика.

Как это работает?

Технологии химической переработки используют тепло, химические реакции или и то, и другое для разложения использованного пластика в сырье для производства нового пластика, топлива или других химикатов.

Пример процесса химической переработки, от сырья до переработанных продуктов

Несмотря на то, что химическая переработка является многообещающей, она все еще относительно нова. В настоящее время используются некоторые технологии химической переработки, например, разлагающие пластиковые отходы на топливо или другие химические вещества.Однако другие процессы все еще находятся в разработке, включая использование химических растворителей для разделения добавок и других компонентов в пластиковых отходах.

Кроме того, последние достижения в технологии сортировки (которые могут использоваться как в химической, так и в механической переработке) могут повысить эффективность переработки и привести к увеличению переработки пластмасс. Одним из таких достижений является потенциальное использование технологий искусственного интеллекта для повышения эффективности автоматической сортировки.

Какие проблемы необходимо преодолеть с помощью этих новых технологий?

Препятствия на пути использования химической переработки включают технологические проблемы, высокие начальные и эксплуатационные расходы, а также ограниченные стимулы для инноваций и инвестиций в переработку.

Более того, новые пластмассы, произведенные из ископаемого топлива, как правило, дешевле в производстве, чем переработанные пластмассы, отчасти из-за транспортных расходов и ограниченной инфраструктуры рециркуляции. Это делает переработанный пластик менее востребованным.

В нашем отчете об утилизации бытовой электроники за август 2020 года мы обнаружили аналогичные тенденции в отношении рентабельности. Как и переработка пластика, новые технологии могут помочь в росте внутреннего рынка переработанных материалов бытовой электроники и сокращении U.С. полагается на импорт этих материалов.

Ключевые вопросы для политиков

Поскольку ожидается, что объем пластиковых отходов со временем будет расти, некоторые ключевые вопросы для политиков включают:

• Какие шаги могли бы предпринять федеральное правительство, штаты и другие заинтересованные стороны, чтобы еще больше стимулировать переработку химических веществ, а не их утилизацию? Каковы потенциальные преимущества и проблемы этих подходов?
• Какие шаги могли бы предпринять политики, чтобы поддержать переход к экономике замкнутого цикла, в которой продукты не утилизируются, а перерабатываются для повторного использования, включая инновации, и инвестиций в производственные мощности и мощности по переработке?
• Что могли бы сделать политики для продвижения передовых технологий рециркуляции при одновременном снижении опасностей, связанных с существующими методами производства и рециркуляции пластмасс?

Узнайте больше о технологиях переработки химических веществ, ознакомившись с нашим новым обзором.

---

Переработка пластмасс: проблемы и возможности

Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2009 27 июля; 364 (1526): 2115–2126.

Jefferson Hopewell

¹ Eco Products Agency, 166 Park Street, Fitzroy North 3068, Australia

Robert Dvorak

² Nextek Ltd, Level 3, 1 Quality Court, Chancery Lane, London WC2A 1HR, UK

Эдвард Косиор

² Nextek Ltd, уровень 3, 1 Quality Court, Chancery Lane, London WC2A 1HR, UK

¹ Eco Products Agency, 166 Park Street, Fitzroy North 3068, Австралия

² Nextek Ltd, Level 3, 1 Quality Court, Chancery Lane, London WC2A 1HR, UK

Эта статья цитируется в других статьях в PMC.

Abstract

Пластмассы — недорогие, легкие и прочные материалы, из которых можно легко изготавливать различные продукты, которые находят применение в самых разных сферах применения. Как следствие, производство пластмасс за последние 60 лет заметно увеличилось. Однако нынешние уровни их использования и утилизации создают несколько экологических проблем. Около 4% мировой добычи нефти и газа, невозобновляемых ресурсов, используется в качестве сырья для пластмасс, а еще 3–4% расходуется на обеспечение энергии для их производства.Большая часть пластика, производимого каждый год, используется для изготовления одноразовой упаковки или других недолговечных продуктов, которые выбрасываются в течение года после изготовления. Одни только эти два наблюдения указывают на то, что наше нынешнее использование пластмасс не является устойчивым. Кроме того, из-за долговечности используемых полимеров значительное количество выброшенных пластмасс с истекшим сроком службы накапливается в виде мусора на свалках и в естественной среде обитания по всему миру.

Вторичная переработка является одним из наиболее важных действий, доступных в настоящее время для уменьшения этих воздействий, и представляет собой одну из наиболее динамично развивающихся областей в индустрии пластмасс.Переработка дает возможность снизить потребление масла, выбросы углекислого газа и количество отходов, требующих утилизации. Здесь мы вкратце сравниваем переработку отходов с другими стратегиями сокращения отходов, а именно с сокращением использования материалов за счет сокращения объемов производства или повторного использования продуктов, использования альтернативных биоразлагаемых материалов и рекуперации энергии в качестве топлива.

Хотя пластмассы перерабатываются с 1970-х годов, количество перерабатываемых материалов варьируется географически в зависимости от типа пластика и его применения.В ряде стран за последние десятилетия переработка упаковочных материалов быстро расширилась. Достижения в области технологий и систем для сбора, сортировки и переработки пригодных для вторичной переработки пластмасс создают новые возможности для вторичной переработки, и благодаря совместным действиям общественности, промышленности и правительств можно будет направить большую часть пластиковых отходов со свалок на переработку. следующие десятилетия.

Ключевые слова: переработка пластмасс, пластиковая упаковка, воздействие на окружающую среду, управление отходами, химическая переработка, рекуперация энергии

1.Введение

Промышленность пластмасс значительно развивалась с момента изобретения различных способов производства полимеров из нефтехимических источников. Пластмассы имеют существенные преимущества с точки зрения их малого веса, долговечности и более низкой стоимости по сравнению со многими другими типами материалов (Andrady & Neal 2009; Thompson и др. 2009 a ). Мировое производство полимеров оценивается в 260 миллионов метрических тонн в год в 2007 году для всех полимеров, включая термопласты, термореактивные пластмассы, клеи и покрытия, но не синтетические волокна (PlasticsEurope 2008 b ).Это указывает на исторический темп роста около 9 процентов в год. Термопластические смолы составляют около двух третей этого производства, и их использование растет примерно на 5 процентов в год. глобально (Andrady 2003).

Сегодня пластмассы почти полностью получают из нефтехимических продуктов, производимых из ископаемых нефти и газа. Около 4% годовой добычи нефти превращается непосредственно в пластмассу из нефтехимического сырья (Британская федерация пластмасс, 2008 г.). Поскольку производство пластмасс также требует энергии, на их производство приходится потребление аналогичного дополнительного количества ископаемого топлива.Однако можно также утверждать, что использование легких пластиков может сократить использование ископаемого топлива, например, в транспортных приложениях, когда пластики заменяют более тяжелые традиционные материалы, такие как сталь (Andrady & Neal 2009; Thompson и др. 2009 b ) .

Примерно 50% пластмасс используется для одноразовых изделий, таких как упаковка, сельскохозяйственная пленка и одноразовые потребительские товары, от 20 до 25% для долгосрочной инфраструктуры, такой как трубы, покрытия кабелей и конструкционные материалы, а также оставшаяся часть для потребительских приложений длительного пользования с промежуточным сроком службы, например, в электронных товарах, мебели, транспортных средствах и т. д.В 2007 году в Европейском союзе (ЕС) образовалось 24,6 миллиона тонн пластиковых отходов после потребления (PlasticsEurope 2008 b ). представляет разбивку потребления пластмасс в Великобритании в 2000 г. и вклад в образование отходов (Waste Watch 2003). Это подтверждает, что упаковка является основным источником пластиковых отходов, но очевидно, что другие источники, такие как отработанное электронное и электрическое оборудование (WEEE) и отслужившие свой срок автомобили (ELV), становятся значительными источниками пластиковых отходов.

Таблица 1.

Потребление пластмасс и образование отходов по секторам в Великобритании в 2000 году (Waste Watch 2003).

упаковка 902 902 902 905 905 902 902 90 572

	использование		возникающие отходы
	ктонн	(%)	ктонн	(%)
58
коммерческий и промышленный	490
дом	902 902 902 902 902 902 905	1050	24	284	10
структурный	800		49
235
электрика и электроника	355	8	200	7
мебель и предметы домашнего обихода	335	8	200 a		902	335	8	150	5
сельское хозяйство и садоводство	310	7	93	3
прочие	425 902 902 902
всего	4450		2820

Поскольку пластмассы производятся массово только около 60 лет, их долговечность в окружающей среде с уверенностью неизвестна.Большинство видов пластмасс не поддаются биологическому разложению (Andrady 1994) и на самом деле чрезвычайно долговечны, и поэтому большинство полимеров, производимых сегодня, сохранятся в течение как минимум десятилетий, а возможно, столетий, если не тысячелетий. Даже разлагаемый пластик может сохраняться в течение значительного времени в зависимости от местных факторов окружающей среды, поскольку скорость разложения зависит от физических факторов, таких как уровни воздействия ультрафиолетового света, кислорода и температуры (Swift & Wiles 2004), в то время как биоразлагаемый пластик требует наличия подходящих микроорганизмы.Следовательно, темпы разложения значительно различаются между свалками, наземной и морской средой (Kyrikou & Briassoulis 2007). Даже когда пластиковый предмет разлагается под воздействием атмосферных воздействий, он сначала распадается на более мелкие кусочки пластикового мусора, но сам полимер не обязательно может полностью разложиться в течение значимого периода времени. Как следствие, на свалках и в виде мусора в естественной среде накапливаются значительные количества пластика, отслужившего свой срок, что приводит как к проблемам с утилизацией отходов, так и к ущербу окружающей среде (см. Barnes et al. 2009; Григорий 2009; Oehlmann et al. 2009; Райан и др. 2009; Teuten et al. 2009; Томпсон и др. 2009 б ).

Переработка, несомненно, является стратегией управления отходами, но ее также можно рассматривать как один из текущих примеров реализации концепции промышленной экологии, в то время как в естественной экосистеме нет отходов, а есть только продукты (Frosch & Gallopoulos 1989; McDonough & Braungart 2002). Переработка пластмасс — это один из методов снижения воздействия на окружающую среду и истощения ресурсов.По сути, высокие уровни рециркуляции, такие как сокращение использования, повторное использование и ремонт или переработка, могут обеспечить определенный уровень обслуживания продукта с меньшими материальными затратами, чем потребовалось бы в противном случае. Таким образом, переработка может снизить потребление энергии и материалов на единицу продукции и, таким образом, повысить экологическую эффективность (WBCSD 2000). Тем не менее, следует отметить, что способность поддерживать любой остаточный уровень материальных затрат, а также затраты энергии и эффекты внешних воздействий на экосистемы будут определять окончательную устойчивость всей системы.

В этом документе мы рассмотрим существующие системы и технологии рециркуляции пластмасс, доказательства экологической эффективности рециркуляции пластмасс на протяжении всего жизненного цикла, а также кратко рассмотрим связанные с этим вопросы экономического и общественного интереса. Мы сосредоточимся на производстве и утилизации упаковки, так как это крупнейший источник пластиковых отходов в Европе и область значительного расширения инициатив по переработке в последнее время.

2. Управление отходами: обзор

Даже в пределах ЕС существует широкий спектр приоритетов управления отходами для общего потока твердых бытовых отходов (ТБО), от тех, которые в значительной степени ориентированы на захоронение, до тех, которые ориентированы на сжигание () — производительность рециркуляции также значительно различается.Среднее количество ТБО, образующихся в ЕС, составляет 520 кг на человека в год и, по прогнозам, увеличится до 680 кг на человека в год к 2020 году (EEA 2008). В Великобритании общее использование пластика как в бытовой, так и в коммерческой упаковке составляет около 40 кг на человека в год, следовательно, оно составляет примерно 7-8% по весу, но составляет большую долю по объему от потока ТБО (Waste Watch 2003).

Темпы механической переработки и рекуперации энергии как стратегии управления отходами пластмасс в европейских странах (PlasticsEurope 2008 b ).

Вообще говоря, пластмассовые отходы утилизируются, когда они вывозятся со свалок или засоряются. Пластиковая упаковка особенно заметна как мусор из-за легкости как гибкого, так и жесткого пластика. Количество материала, попадающего в систему управления отходами, можно, в первом случае, уменьшить за счет действий, которые уменьшают использование материалов в продуктах (например, замена тяжелых форматов упаковки на более легкие или уменьшение объема упаковки). Разработка продуктов, позволяющих повторно использовать, отремонтировать или переработать, приведет к тому, что меньше продуктов попадет в поток отходов.

После того, как материал попадает в поток отходов, переработка — это процесс использования регенерированного материала для производства нового продукта. Для органических материалов, таких как пластмассы, концепция рекуперации также может быть расширена за счет рекуперации энергии, когда теплотворная способность материала используется путем контролируемого сжигания в качестве топлива, хотя это приводит к меньшим общим экологическим характеристикам, чем рекуперация материалов, как это происходит. не снижает спроса на новый (первичный) материал. Это мышление лежит в основе стратегии 4Rs на языке обращения с отходами — в порядке уменьшения экологической желательности — сокращение, повторное использование, переработка (материалы) и восстановление (энергия), при этом захоронение отходов является наименее желательной стратегией управления.

Также вполне возможно, чтобы один и тот же полимер проходил каскад через несколько стадий, например. производства в контейнер многократного использования, который, попав в поток отходов, собирается и перерабатывается в долговременное применение, которое, в свою очередь, превращается в отходы, а затем восстанавливается для получения энергии.

(a) Свалка

Свалка — это традиционный подход к управлению отходами, но в некоторых странах места для свалок становится все меньше. Хорошо управляемая свалка приводит к ограниченному непосредственному ущербу окружающей среде, помимо воздействия сбора и транспортировки, хотя существуют долгосрочные риски загрязнения почвы и грунтовых вод некоторыми добавками и побочными продуктами распада пластмасс, которые могут стать стойкими органическими загрязнителями. (Oehlmann et al. 2009; Teuten и др. . 2009 г.). Главный недостаток свалок с точки зрения устойчивости заключается в том, что материальные ресурсы, используемые для производства пластика, не восстанавливаются — поток материалов является линейным, а не циклическим. В Великобритании применяется налог на захоронение отходов, который в настоящее время будет повышаться каждый год до 2010 года, чтобы усилить стимулы для перенаправления отходов с полигонов на такие меры по рекуперации, как переработка (DEFRA 2007).

(b) Сжигание и рекуперация энергии

Сжигание снижает потребность в захоронении пластмассовых отходов, однако есть опасения, что опасные вещества могут быть выброшены в атмосферу в процессе.Например, ПВХ и галогенированные добавки обычно присутствуют в смешанных пластиковых отходах, что приводит к риску выброса диоксинов, других полихлорированных бифенилов и фуранов в окружающую среду (Gilpin et al. 2003). Как следствие, прежде всего, этого предполагаемого риска загрязнения, сжигание пластика менее распространено, чем захоронение отходов и механическая переработка в качестве стратегии управления отходами. Заметными исключениями являются Япония и некоторые европейские страны, такие как Дания и Швеция, с обширной инфраструктурой мусоросжигательного завода для обращения с ТБО, включая пластмассы.

Сжигание можно использовать с восстановлением части энергии, содержащейся в пластике. Получаемая полезная энергия может значительно варьироваться в зависимости от того, используется ли она для выработки электроэнергии, комбинированного производства тепла и электроэнергии или в качестве топлива из твердых отходов для заправки доменных печей или цементных печей. Также возможно сжижение до дизельного топлива или газификация посредством пиролиза (Arvanitoyannis & Bosnea 2001), и интерес к этому подходу для производства дизельного топлива возрастает, предположительно из-за роста цен на нефть.Процессы рекуперации энергии могут быть наиболее подходящим способом обращения с сильно смешанным пластиком, таким как некоторые электронные и электрические отходы и остатки автомобильного измельчителя.

(c) Уменьшение объемов

Уменьшение количества упаковки, используемой на единицу, уменьшит объем отходов. Экономика диктует, что большинство производителей уже будут использовать материал, близкий к минимуму, необходимому для данного приложения (но см. Thompson и др. 2009 b ,). Однако этот принцип противоречит эстетике, удобству и маркетинговым преимуществам, которые могут привести к чрезмерному использованию упаковки, а также эффекту существующих инвестиций в инструменты и производственный процесс, что также может привести к чрезмерной упаковке некоторых продуктов.

(d) Повторное использование пластиковой упаковки

Сорок лет назад повторное использование бытовой упаковки в виде стеклянных бутылок и банок было обычным явлением. Ограничения для более широкого применения повторного использования жестких контейнеров, по крайней мере, частично связаны с логистикой, когда точки распределения и сбора находятся на удалении от централизованных заводов по розливу продуктов, что приведет к значительным расстояниям обратной транспортировки. Кроме того, широкий ассортимент контейнеров и упаковок для брендов и маркетинговых целей делает невозможным прямой возврат и повторное наполнение.Схемы возврата и повторного наполнения существуют в нескольких европейских странах (Institute for Local Self-Reliance 2002), включая бутылки из ПЭТ, а также стекло, но в других местах они обычно считаются нишевым видом деятельности для местных предприятий, а не реалистичной крупномасштабной стратегией. уменьшить количество отходов упаковки.

Существуют значительные возможности для повторного использования пластмасс, используемых для транспортировки товаров, а также для потенциального повторного использования или повторного производства некоторых пластиковых компонентов в дорогостоящих потребительских товарах, таких как автомобили и электронное оборудование.Это очевидно в промышленных масштабах с повторным использованием контейнеров и поддонов при транспортировке (см. Thompson и др. 2009 b ). Также наблюдается некоторый переход от одноразовых пластиковых пакетов для переноски к многоразовым пакетам, как из-за программ добровольного изменения поведения, как в Австралии (Департамент окружающей среды и наследия (Австралия), 2008 г.), так и вследствие принятия законодательства, например сборы с пластиковых пакетов в Ирландии (Департамент экологического наследия и местного самоуправления (Ирландия), 2007 г.) или недавний запрет на легкие сумки-переноски, например, в Бангладеш и Китае.

(e) Рециклинг пластмасс

Терминология рециркуляции пластмасс сложна и иногда сбивает с толку из-за широкого спектра операций по переработке и восстановлению (). Они включают четыре категории: первичные (механическая переработка в продукт с эквивалентными свойствами), вторичные (механическая переработка в продукты, требующие более низких свойств), третичные (восстановление химических компонентов) и четвертичные (восстановление энергии). Первичная переработка часто называется переработкой с замкнутым циклом, а вторичная переработка — понижением.Третичная рециркуляция описывается как химическая рециркуляция или рециркуляция сырья и применяется, когда полимер деполимеризуется до его химических составляющих (Fisher 2003). Четвертичная переработка — это рекуперация энергии, энергия из отходов или валоризация. Биоразлагаемые пластмассы также можно компостировать, и это еще один пример третичной переработки, которая также описывается как органическая или биологическая переработка (см. Song et al .2009).

Таблица 2.

Терминология, используемая в различных типах переработки и рекуперации пластмасс.

механическая переработка

Определения ASTM D5033	эквиваленты Определения ISO 15270 (проект)	другие эквивалентные термины
первичная переработка	механическая переработка	замкнутая переработка	вторичная переработка
понижение рейтинга
третичная переработка	химическая переработка	переработка сырья
четвертичная переработка	рекуперация энергии	валоризация

9000 теоретически возможна В пластиковой упаковке часто используется широкий спектр различных полимеров и других материалов, таких как металлы, бумага, пигменты, чернила и клеи, что усложняет задачу.Рециркуляция с замкнутым контуром наиболее практична, когда полимерный компонент может быть (i) эффективно отделен от источников загрязнения и (ii) стабилизирован против разложения во время переработки и последующего использования. В идеале поток пластиковых отходов для переработки также должен состоять из полимеров узкого диапазона марок, чтобы уменьшить сложность прямой замены первичной смолы. Например, все бутылки из ПЭТ изготавливаются из одинаковых сортов ПЭТ, подходящих как для процесса производства бутылок, так и для переработки в полиэфирное волокно, в то время как ПЭВП, используемый для выдувного формования бутылок, менее подходит для литья под давлением.В результате единственными частями потока бытовых пластиковых отходов, которые обычно перерабатываются строго по замкнутому циклу, являются прозрачные бутылки из ПЭТ, а в последнее время в Великобритании — молочные бутылки из ПЭНД. Пластиковые отходы до потребителя, такие как промышленная упаковка, в настоящее время перерабатываются в большей степени, чем упаковка после потребителя, поскольку они относительно чисты и доступны из меньшего числа источников относительно большего объема. Однако объемы бытовых отходов почти в пять раз превышают объемы, образующиеся в торговле и промышленности (Patel et al. 2000), и поэтому для достижения высоких общих показателей рециркуляции как бытовые, так и постиндустриальные отходы должны быть собраны и переработаны.

В некоторых случаях регенерированный пластик, который не подходит для вторичного использования в предыдущем применении, используется для изготовления нового пластикового продукта, вытесняющего всю или часть первичной полимерной смолы — это также можно рассматривать как первичную переработку. Примерами являются пластиковые ящики и контейнеры, изготовленные из полиэтилена высокой плотности, восстановленного из молочных бутылок, и волокна ПЭТ из восстановленной упаковки из ПЭТ.Понижение статуса — это термин, который иногда используется для вторичной переработки, когда регенерированный пластик помещается в приложение, которое обычно не использует первичный полимер, например. «Пластиковые пиломатериалы» в качестве альтернативы более дорогостоящим / более коротким лесоматериалам, это вторичная переработка (стандарт ASTM D5033).

Химическая переработка или переработка сырья имеет то преимущество, что извлекают нефтехимические составляющие полимера, которые затем можно использовать для повторного производства пластмассы или для производства других синтетических химикатов. Однако, несмотря на то, что это технически осуществимо, в целом было сочтено, что это неэкономично без значительных субсидий из-за низкой цены нефтехимического сырья по сравнению с затратами на установку и технологические затраты, понесенные для производства мономеров из пластиковых отходов (Patel et al. 2000). Это неудивительно, поскольку это эффективно обращает вспять энергоемкую полимеризацию, ранее проводившуюся во время производства пластмасс.

Переработка полиолефинов посредством термического крекинга производилась в Великобритании на предприятии, первоначально построенном компанией BP, а в Германии — компанией BASF. Однако последний завод был закрыт в 1999 г. (Aguado et al. 2007). Химическая переработка ПЭТ оказалась более успешной, поскольку возможна деполимеризация в более мягких условиях.Смола ПЭТ может быть разложена гликолизом, метанолизом или гидролизом, например, для получения ненасыщенных полиэфирных смол (Sinha et al. 2008). Его также можно превратить обратно в ПЭТ, либо после деполимеризации, либо путем простой повторной подачи хлопьев ПЭТ в реактор полимеризации, это также может удалить летучие загрязнители, поскольку реакция происходит при высокой температуре и вакууме (Uhde Inventa-Fischer 2007 ).

(f) Альтернативные материалы

Биоразлагаемые пластмассы могут решить ряд проблем обращения с отходами, особенно в отношении одноразовой упаковки, которую нелегко отделить от органических отходов в общественном питании или в сельском хозяйстве.Можно включить биоразлагаемые пластмассы в аэробное компостирование или путем анаэробного сбраживания с улавливанием метана для использования энергии. Однако биоразлагаемые пластмассы также могут усложнить обращение с отходами, если они вводятся без соответствующих технических характеристик, систем обращения и просвещения потребителей. Кроме того, очевидно, что могут возникнуть серьезные проблемы с получением достаточного количества биомассы, чтобы заменить большую часть текущего потребления полимеров, поскольку только 5 процентов текущего европейского химического производства используют биомассу в качестве сырья (Soetaert & Vandamme 2006).Это большая тема, которую нельзя охватить в данной статье, за исключением того, что желательно, чтобы компостируемые и разлагаемые пластмассы были соответствующим образом маркированы и использовались таким образом, чтобы дополнять, а не компрометировать схемы управления отходами (см. Song et al . 2009 г.).

3. Системы для вторичной переработки пластика

Пластиковые материалы могут быть переработаны различными способами, и простота переработки зависит от типа полимера, дизайна упаковки и типа продукта. Например, жесткие контейнеры, состоящие из одного полимера, проще и экономичнее перерабатывать, чем многослойные и многокомпонентные упаковки.

Термопласты, включая ПЭТ, ПЭ и ПП, имеют высокий потенциал для механической переработки. Термореактивные полимеры, такие как ненасыщенный полиэфир или эпоксидная смола, не могут быть переработаны механически, за исключением потенциально повторного использования в качестве наполнителя после того, как они были уменьшены в размере или измельчены до мелких частиц или порошков (Rebeiz & Craft 1995). Это связано с тем, что термореактивные пластмассы постоянно сшиваются при производстве и поэтому не могут быть переплавлены и повторно сформированы. Переработка поперечно-сшитой резины из автомобильных шин обратно в резиновую крошку для повторного производства в другие продукты действительно происходит, и ожидается, что она будет расти в связи с Директивой ЕС о захоронении отходов (1999/31 / EC), которая запрещает захоронение отходов шины и отходы шин.

Основная проблема при производстве переработанных смол из пластиковых отходов заключается в том, что большинство различных типов пластмасс несовместимы друг с другом из-за присущей им несмешиваемости на молекулярном уровне и различий в требованиях к переработке на макроуровне. Например, небольшое количество загрязнителя ПВХ, присутствующего в потоке рециркуляции ПЭТ, приведет к разложению переработанной смолы ПЭТ из-за выделения газообразной соляной кислоты из ПВХ при более высокой температуре, необходимой для плавления и переработки ПЭТ.И наоборот, ПЭТ в потоке рециркулируемого ПВХ будет образовывать твердые комки недиспергированного кристаллического ПЭТ, что значительно снижает ценность переработанного материала.

Следовательно, часто технически невозможно добавить регенерированный пластик к первичному полимеру без ухудшения по крайней мере некоторых качественных характеристик первичного пластика, таких как цвет, прозрачность или механические свойства, такие как ударная вязкость. В большинстве случаев переработанная смола смешивает переработанную смолу с первичной смолой — часто с полиолефиновыми пленками для некритических применений, таких как мешки для мусора, ирригационные или дренажные трубы без номинального давления, или для использования в многослойных приложениях, где переработанная смола помещается между поверхностными слоями первичной смолы.

Возможность замены вторичного пластика на первичный полимер обычно зависит от чистоты регенерированного пластикового сырья и требований к свойствам пластмассового продукта, который будет производиться. Это привело к нынешним схемам переработки бытовых отходов, которые концентрируются на наиболее легко разделяемых упаковках, таких как бутылки из-под безалкогольных напитков и воды из ПЭТ, а также бутылки из-под молока из полиэтилена высокой плотности, которые можно точно идентифицировать и отсортировать из потока смешанных отходов. . Напротив, существует ограниченная рециркуляция многослойных / многокомпонентных изделий, поскольку это приводит к загрязнению между типами полимеров.Таким образом, вторичная переработка после потребителя состоит из нескольких ключевых этапов: сбор, сортировка, очистка, уменьшение размера и разделение и / или обеспечение совместимости для уменьшения загрязнения несовместимыми полимерами.

(a) Сбор

Сбор пластиковых отходов может осуществляться по «схемам привоза» или путем сбора на обочине. Схемы принесения, как правило, приводят к низким показателям собираемости при отсутствии либо решительного общественного поведения, либо схем возврата депозитов, которые налагают прямой экономический стимул для участия.Следовательно, общая тенденция заключается в сборе вторсырья путем сбора на тротуарах наряду с ТБО. Чтобы максимизировать рентабельность этих программ, большинство сборов на обочине представляют собой смешанные вторсырья (бумага / картон, стекло, алюминий, стальные и пластиковые контейнеры). Хотя схемы сбора пластиковых бутылок были очень успешными при извлечении упаковки из пластиковых бутылок из домов, с точки зрения общего потребления, как правило, восстанавливается только 30-40% пластиковых бутылок после потребителя, поскольку большая часть такой упаковки поступает от продуктов питания и напитков. потребляется вдали от дома.По этой причине важно разработать эффективные схемы сбора отходов «на ходу» и «офисная переработка», если мы хотим увеличить общий уровень сбора пластиковой упаковки.

(b) Сортировка

Сортировка смешанных жестких вторсырья осуществляется как автоматическими, так и ручными методами. Автоматической предварительной сортировки обычно достаточно, чтобы получить поток пластика, отделенный от стекла, металлов и бумаги (кроме наклеенных, например этикеток и крышек). Как правило, молочные бутылки из прозрачного ПЭТ и непигментированного ПЭНД идентифицируются положительно и выделяются из потока.Автоматическая сортировка контейнеров в настоящее время широко используется операторами предприятий по рекуперации материалов, а также многими предприятиями по переработке пластмасс. Эти системы обычно используют спектроскопию в ближней инфракрасной области с преобразованием Фурье (FT-NIR) для анализа типа полимера, а также используют системы оптического распознавания цвета для сортировки потоков на четкие и цветные фракции. С помощью оптических сортировщиков можно различать прозрачные, голубые, темно-синие, зеленые и другие цветные ПЭТ-контейнеры. Эффективность сортировки можно повысить с помощью нескольких детекторов и последовательной сортировки.Другие технологии сортировки включают обнаружение рентгеновских лучей, которое используется для разделения контейнеров из ПВХ, которые содержат 59 процентов хлора по весу и поэтому могут быть легко различимы (Arvanitoyannis & Bosnea 2001; Fisher 2003).

Большинство местных органов власти или предприятий по рекуперации материалов не собирают активно гибкую упаковку после потребителя, поскольку в настоящее время имеется недостаток в оборудовании, которое позволяет легко отделить гибкие упаковки. Многие предприятия по переработке пластика используют троммели и системы классификации воздуха на основе плотности для удаления небольших количеств гибких материалов, таких как некоторые пленки и этикетки.Однако в этой области есть разработки и новые технологии, такие как баллистические сепараторы, сложные гидроциклоны и воздушные классификаторы, которые повысят возможности восстановления гибкой упаковки после потребителя (Fisher 2003).

(c) Уменьшение размера и очистка

Жесткие пластмассы обычно измельчают до хлопьев и очищают от остатков пищи, волокон целлюлозы и клея. В моечных установках последнего поколения используется всего 2–3 м ³ воды на тонну материала, что примерно вдвое меньше, чем у предыдущего оборудования.Инновационные технологии удаления органических веществ и поверхностных загрязнений из хлопьев включают «химическую чистку», при которой поверхности очищаются путем трения без использования воды.

(d) Дальнейшее разделение

После уменьшения размера можно применить ряд методов разделения. Разделение раковина / поплавок в воде может эффективно отделить полиолефины (PP, HDPE, L / LLDPE) от PVC, PET и PS. Использование различных сред может позволить отделить ПС от ПЭТ, но ПВХ нельзя удалить из ПЭТ таким образом, поскольку их диапазоны плотности перекрываются.Другие методы разделения, такие как отмучивание воздухом, также могут использоваться для удаления пленок низкой плотности с более плотных измельченных пластиков (Chandra & Roy 2007), например в удалении этикеток с хлопьев ПЭТ.

Технологии уменьшения загрязнения ПВХ в хлопьях ПЭТ включают пенную флотацию (Drelich et al. 1998; Marques & Tenorio 2000) [Jh2], FT-NIR или рамановские эмиссионные спектроскопические детекторы для обеспечения выброса хлопьев и использования различных электростатических свойств (Park и др. 2007).Для ПЭТ-хлопьев можно использовать термические печи для выборочного разложения незначительных количеств примесей ПВХ, так как ПВХ становится черным при нагревании, что позволяет производить сортировку по цвету.

Существуют различные методы сортировки хлопьев, но традиционные системы сортировки ПЭТ преимущественно ограничиваются разделением; (i) цветные хлопья из прозрачных хлопьев ПЭТ и (ii) материалы с различными физическими свойствами, такими как плотность из ПЭТ. Новые подходы, такие как системы лазерной сортировки, могут использоваться для удаления других примесей, таких как силиконы и нейлон.

«Лазерная сортировка» использует эмиссионную спектроскопию для различения типов полимеров. Эти системы, вероятно, значительно улучшат способность разделять сложные смеси, поскольку они могут выполнять до 860 000 спектров ^-1 и сканировать каждую отдельную чешуйку. Их преимущество в том, что их можно использовать для сортировки различного черного пластика — проблема традиционных автоматических систем. Применение систем лазерной сортировки, вероятно, увеличит разделение WEEE и автомобильного пластика.Эти системы также могут разделять полимеры по типу или марке, а также могут отделять полиолефиновые материалы, такие как полипропилен, от полиэтилена высокой плотности. Тем не менее, это все еще очень новый подход, и в настоящее время он используется лишь на небольшом количестве европейских предприятий по переработке отходов.

(e) Текущие достижения в переработке пластика

Инновации в технологиях переработки за последнее десятилетие включают в себя все более надежные детекторы и сложное программное обеспечение для принятия решений и распознавания, которые в совокупности повышают точность и производительность автоматической сортировки — например, современные детекторы FT-NIR могут работать на период до 8000 ч между отказами извещателей.

Другая область инноваций заключалась в поиске более ценных приложений для вторичных полимеров в процессах с замкнутым циклом, которые могут напрямую заменить первичный полимер (см.). Например, в Великобритании с 2005 года большая часть листов ПЭТ для термоформования содержит 50–70% переработанного ПЭТ (rPET) за счет использования слоев слоев A / B / A, где внешние слои (A) представляют собой одобренную для контакта с пищевыми продуктами первичную смолу. , а внутренний слой (B) — это rPET. Пищевой полиэтилентерефталат теперь также широко доступен на рынке для прямого контакта с пищевыми продуктами из-за разработки «сверхчистых» сортов.У них есть только небольшое ухудшение прозрачности по сравнению с первичным ПЭТ, и они используются при 30-50% замене первичного ПЭТ во многих областях применения и на 100% материала в некоторых бутылках.

Таблица 3.

Сравнение некоторых воздействий на окружающую среду производства товарных полимеров и текущих возможностей вторичной переработки из источников после потребителя.

905 905 82.7

	Данные LCI от колыбели до ворот (данные ЕС)
полимер	энергия (ГДж тонна −1 )	вода (клл тонна)	CO 2 -e a (т тонна −1 )	Использование b (кт)	рециклинг с замкнутым циклом	эффективность в текущих процессах рециклинга
66	3,4	2160	да	высокий с прозрачным ПЭТ из бутылок Цветной ПЭТ в основном используется для волокна дополнительных выпусков с лотками из CPET, ПЭТ-G
ПЭНД	76,7		1,9	5468	некоторые	высокие для бутылок из натурального HDPE, но более сложные для непрозрачных бутылок и лотков из-за большого разнообразия марок и цветов и смесей с LDPE и PP
PVC	56.7	46	1,9	6509	некоторые	плохое восстановление из-за перекрестного загрязнения ПЭТ Упаковка и этикетки из ПВХ представляют собой серьезную проблему с переработкой ПЭТ-бутылок и смешанных пластмасс
ПЭНП	78,1	47	2,1	7899	некоторые	низкие скорости извлечения, в основном в виде смешанных полиолефинов, которые могут иметь достаточные свойства для некоторых применений. Большая часть бытовой гибкой упаковки не рекуперировалась
PP	73.4	43	2,0	7779	теоретически	еще не перерабатывается широко, но имеет потенциал. Требуются действия по сортировке и сепарации, а также развитие дополнительных каналов сбыта переработанного полипропилена
PS	87,4	140	3,4	2600	теоретически	плохой, чрезвычайно трудно рентабельно отделить от вторсырья. может быть эффективным смешанный сбор, раздельный сбор промышленной упаковки и пенополистирола
переработанный пластик	8–55	типичный 3.5 c	типичный 1,4	3130	примерно	значительные различия в энергии, воде и выбросах от процессов рециркуляции, поскольку это развивающаяся отрасль, на которую влияют эффективность сбора, тип процесса, ассортимент продукции и т. Д.

Ряд европейских стран, включая Германию, Австрию, Норвегию, Италию и Испанию, уже собирают, помимо потоков бутылок, жесткую упаковку, такую ​​как лотки, кадки и горшки, а также ограниченное количество гибкой упаковки для потребителя, такой как как пленки и обертки.Переработка этой упаковки без бутылок стала возможной благодаря улучшениям в технологиях сортировки и мойки и появлению новых рынков для вторичного сырья. В Великобритании в рамках Программы действий по утилизации отходов (WRAP) было проведено первоначальное исследование переработки смешанных пластмасс и в настоящее время проводится полномасштабная валидация (WRAP 2008 b ). Потенциальные выгоды от переработки смешанного пластика с точки зрения эффективности использования ресурсов, утечки со свалок и экономии выбросов очень высоки, если учесть тот факт, что в Великобритании, по оценкам, ежегодно производится более миллиона тонн пластиковой упаковки без бутылок. (WRAP 2008 a ) по сравнению с 525 000 тоннами отходов пластиковых бутылок (WRAP 2007).

4. Экологическое обоснование утилизации

Анализ жизненного цикла может быть полезным инструментом для оценки потенциальных преимуществ программ утилизации. Если переработанный пластик используется для производства товаров, которые в противном случае были бы изготовлены из нового (первичного) полимера, это напрямую сократит использование масла и выбросы парниковых газов, связанных с производством первичного полимера (за вычетом выбросов, связанных с самой деятельностью по переработке. ). Однако, если пластмассы перерабатываются в изделия, которые ранее были изготовлены из других материалов, таких как дерево или бетон, тогда не будет достигнута экономия в потребностях в производстве полимеров (Fletcher & Mackay 1996).Использование любого такого альтернативного материала может иметь другие экологические издержки или выгоды, но они отвлекают от нашего обсуждения преимуществ вторичной переработки, и их следует рассматривать в индивидуальном порядке. Здесь мы в первую очередь рассмотрим переработку пластмасс в продукты, которые в противном случае были бы произведены из первичного полимера.

Технологии рециркуляции сырья (химической) удовлетворяют общему принципу регенерации материалов, но являются более дорогостоящими, чем механическая рециркуляция, и менее энергетически выгодны, поскольку полимер необходимо деполимеризовать, а затем повторно полимеризовать.Исторически это требовало очень значительных субсидий из-за низкой цены на нефтехимические продукты в отличие от высоких производственных и производственных затрат на химическую переработку полимеров.

Рекуперация энергии из пластиковых отходов (путем преобразования в топливо или путем прямого сжигания для производства электроэнергии, использования в цементных печах и доменных печах и т. Д.) Может использоваться для уменьшения объемов захоронения отходов, но не снижает спрос на ископаемое топливо (поскольку пластиковые отходы были получены из нефтехимических продуктов; Garforth et al. 2004). Их выбросы также вызывают опасения для окружающей среды и здоровья.

Одним из ключевых преимуществ вторичной переработки пластмасс является снижение потребности в производстве пластмасс. предоставляет данные о некоторых воздействиях на окружающую среду от производства первичных товарных пластиков (до «заводских ворот») и обобщает способность этих смол быть переработанным из бытовых отходов. Что касается использования энергии, то, как было показано, переработка позволяет экономить больше энергии, чем при рекуперации энергии, даже с учетом энергии, используемой для сбора, транспортировки и повторной обработки пластика (Morris 1996).Анализ жизненного цикла также использовался для систем переработки пластика для оценки чистого воздействия на окружающую среду (Arena et al. 2003; Perugini et al. 2005), и они выявили большие положительные экологические преимущества механической переработки по сравнению с захоронением и сжиганием. с рекуперацией энергии.

Было подсчитано, что переработка ПЭТ-бутылок дает чистую выгоду в виде выбросов парниковых газов в размере 1,5 тонн CO ₂ -э на тонну переработанного ПЭТ (Департамент окружающей среды и охраны окружающей среды (NSW) 2005), а также сокращение количества свалок и чистое потребление энергии.Среднее чистое сокращение на 1,45 тонны CO ₂ -е на тонну переработанного пластика было оценено в качестве полезного ориентира для политики (ACRR 2004), одной из оснований для этого значения, по-видимому, послужил немецкий анализ жизненного цикла (LCA ) исследование (Patel et al. 2000), в котором также было обнаружено, что большая часть чистой энергии и выгод от выбросов возникает в результате замещения производства первичных полимеров. Недавняя оценка жизненного цикла, специально предназначенная для производства бутылок из ПЭТ, подсчитала, что использование 100% переработанного ПЭТ вместо 100% первичного ПЭТ сократит выбросы за весь жизненный цикл с 446 до 327 г CO ₂ на бутылку, что приведет к снижению выбросов на 27%. относительное сокращение выбросов (WRAP 2008 e ).

Смешанные пластмассы, наименее благоприятный источник вторичного полимера, все же могут обеспечить чистую выгоду от 0,5 тонны CO ₂ -э на тонну переработанного продукта (WRAP 2008 c ). Более высокая экологическая эффективность переработки бутылок обусловлена ​​как более эффективным процессом переработки бутылок по сравнению с смешанными пластиками, так и особенно высоким профилем выбросов при производстве первичного ПЭТ. Тем не менее, сценарий переработки смешанных пластмасс по-прежнему имеет положительную чистую выгоду, которая считается превосходящей по сравнению с другими изученными вариантами, как по захоронению отходов, так и по рекуперации энергии в качестве топлива из твердых отходов, при условии замещения первичного полимера.

5. Общественная поддержка утилизации

Общественность все больше осознает необходимость устойчивого производства и потребления. Это побудило местные власти организовать сбор вторсырья, побудило некоторых производителей разрабатывать продукты с вторичным содержанием, а другие предприятия удовлетворить этот общественный спрос. Маркетинговые исследования потребительских предпочтений показывают, что существует значительная, но не подавляющая часть людей, которые ценят экологические ценности в своих покупательских моделях.Для таких клиентов подтверждение вторичного содержимого и пригодности упаковки для вторичной переработки может быть положительным признаком, в то время как преувеличенные заявления о возможности вторичной переработки (где вторичная переработка является потенциальной, а не действительной) могут снизить доверие потребителей. Было отмечено, что участие в схемах рециркуляции является экологическим поведением, которое широко используется среди населения в целом и составило 57 процентов в Великобритании в исследовании 2006 года (WRAP 2008 d ) и 80 процентов в австралийском исследовании, где коллекция kerbside существовала дольше (NEPC 2001).

Некоторые правительства используют политику поощрения вторичной переработки отходов, например Директиву ЕС по упаковке и отходам упаковки (94/62 / EC). Впоследствии это привело к тому, что Германия приняла законодательство о расширенной ответственности производителя, в результате чего была разработана схема die Grüne Punkt (Зеленая точка) для восстановления и переработки упаковки. В Великобритании ответственность производителя была введена посредством схемы создания и продажи нот для восстановления упаковки, а также недавно введенного сбора за захоронение отходов для финансирования ряда мероприятий по сокращению отходов.Вследствие всех вышеперечисленных тенденций рыночная стоимость вторичного полимера и, следовательно, возможность вторичной переработки заметно выросли за последние несколько лет.

Расширенная ответственность производителя также может быть введена посредством схем возврата депозита, например, в отношении контейнеров для напитков, аккумуляторов и автомобильных шин. Эти схемы могут быть эффективными для повышения уровня сбора, например, в одном штате Австралии есть схема сдачи контейнеров (которая включает бутылки из-под безалкогольных напитков из ПЭТ), а также схемы сбора на обочине дороги.Здесь уровень сбора ПЭТ-бутылок составил 74% продаж по сравнению с 36% продаж в других штатах, где сбор только на обочине дороги. Доля бутылок в подстилке также была уменьшена по сравнению с другими штатами (West 2007).

6. Экономические вопросы, связанные с рециклингом

Два ключевых экономических фактора влияют на жизнеспособность рециклинга термопластов. Это цена переработанного полимера по сравнению с первичным полимером и стоимость переработки по сравнению с альтернативными формами приемлемой утилизации.Есть дополнительные проблемы, связанные с различиями в количестве и качестве поставок по сравнению с первичным пластиком. Отсутствие информации о наличии переработанного пластика, его качестве и пригодности для конкретных применений также может сдерживать использование переработанного материала.

Исторически основными методами удаления отходов были захоронение или сжигание. Стоимость захоронения мусора значительно различается в зависимости от региона в зависимости от геологии и характера землепользования и может повлиять на жизнеспособность переработки в качестве альтернативного пути захоронения.В Японии, например, раскопки, необходимые для захоронения мусора, обходятся дорого из-за твердой природы подстилающей вулканической породы; в то время как в Нидерландах это дорого из-за проницаемости с моря. Высокая стоимость утилизации является экономическим стимулом либо к переработке, либо к рекуперации энергии.

Сбор использованного пластика из домашних хозяйств более экономичен в пригородах, где плотность населения достаточно высока для достижения эффекта масштаба. Наиболее эффективная схема сбора может варьироваться в зависимости от местности, типа жилья (дома или большие многоквартирные дома) и типа имеющихся средств сортировки.В сельской местности схемы «привезти», когда население самостоятельно сдают отходы на переработку, например, когда они посещают соседний город, считаются более рентабельными, чем сбор на обочине дороги. Многие местные органы власти и некоторые супермаркеты в Великобритании используют «привозные банки» или даже торговые автоматы по обратной продаже. Эти последние методы могут быть хорошим источником относительно чистых вторсырья, но неэффективны в обеспечении высоких показателей сбора бытовых отходов. В Великобритании резкое увеличение сбора мусора из пластиковых бутылок стало очевидным только после относительно недавнего внедрения утилизации тротуаров ().

Рост сбора пластиковых бутылок по схемам доставки и тротуара в Великобритании (WRAP 2008 d ).

На цену первичного пластика влияет цена на нефть, которая является основным сырьем для производства пластика. Поскольку качество рекуперированного пластика обычно ниже, чем у первичного пластика, цена на первичный пластик устанавливает потолок для цен на рекуперированный пластик. Цена на нефть значительно выросла за последние несколько лет, с 2005 года с диапазона примерно 25 долларов США за баррель до диапазона цен в диапазоне 50–150 долларов США.Следовательно, хотя более высокие цены на нефть также в некоторой степени увеличивают стоимость сбора и переработки, переработка стала относительно более привлекательной с финансовой точки зрения.

Технологический прогресс в переработке вторичного сырья может улучшить экономические показатели двумя основными способами — за счет снижения затрат на переработку (повышение производительности / эффективности) и за счет сокращения разрыва между стоимостью переработанной смолы и первичной смолы. Последнее особенно усиливается технологиями превращения рекуперированного пластика в полимер пищевого качества путем удаления загрязнений, поддерживая рециркуляцию по замкнутому циклу.Эта технология была проверена для rPET из прозрачных бутылок (WRAP 2008 b ), а совсем недавно для rHDPE из молочных бутылок (WRAP 2006).

Итак, хотя более десяти лет назад переработка пластика без субсидий была в основном жизнеспособной только из постиндустриальных отходов или в местах, где стоимость альтернативных форм утилизации была высокой, теперь она становится все более жизнеспособной в гораздо более широком географическом масштабе, и для бытовых отходов.

7. Текущие тенденции в переработке пластика

В Западной Европе образование пластиковых отходов растет примерно на 3 процента в год, что примерно соответствует долгосрочному экономическому росту, в то время как объем механической переработки резко увеличивался со скоростью примерно 7 процентов годовых.Однако в 2003 году это по-прежнему составляло лишь 14,8% образовавшихся пластиковых отходов (из всех источников). Вместе с рециркуляцией сырья (1,7 процента) и рекуперацией энергии (22,5 процента) это составило примерно 39 процентов от 21,1 миллиона тонн пластиковых отходов, образовавшихся в 2003 году (). Эта тенденция к увеличению как механической переработки, так и рекуперации энергии продолжается, хотя это тенденция к увеличению образования отходов.

Объемы пластиковых отходов, вывозимых на свалки и собираемых различными методами в Западной Европе, 1993–2003 гг. (APME 2004).

8. Проблемы и возможности для улучшения переработки пластмасс

Эффективная переработка смешанных пластиковых отходов является следующей важной задачей для сектора переработки пластмасс. Преимущество заключается в возможности рециркулировать большую часть потока пластиковых отходов за счет расширения сбора пластиковой упаковки после потребителя, чтобы охватить более широкий спектр материалов и типов упаковки. Дизайн продукта для вторичной переработки имеет большой потенциал, чтобы помочь в таких усилиях по вторичной переработке. Исследование, проведенное в Великобритании, показало, что количество упаковки в обычной корзине для покупок, которая, даже будучи собранной, не может быть эффективно переработана, колеблется от 21 до 40% (Ассоциация местного самоуправления (Великобритания) 2007).Следовательно, более широкая реализация политики по продвижению принципов экологического дизайна в промышленности может иметь большое влияние на эффективность переработки, увеличивая долю упаковки, которую можно экономично собирать и направлять со свалки (см. Shaxson et al. 2009). Та же логика применяется к потребительским товарам длительного пользования, предназначенным для разборки, вторичной переработки, и спецификации использования переработанных смол являются ключевыми действиями для увеличения вторичной переработки.

Большинство схем сбора после потребителя предназначены для жесткой упаковки, поскольку гибкая упаковка имеет тенденцию быть проблематичной на этапах сбора и сортировки.Большинство современных предприятий по рекуперации материалов испытывают трудности с обращением с гибкой пластиковой упаковкой из-за различных характеристик обращения с жесткой упаковкой. Низкое соотношение веса к объему пленок и пластиковых пакетов также снижает экономическую целесообразность инвестирования в необходимые объекты для сбора и сортировки. Однако в настоящее время пластиковая пленка перерабатывается из источников, включая вторичную упаковку, такую ​​как термоусадочная пленка для поддонов и ящиков, а также некоторые сельскохозяйственные пленки, так что это возможно при правильных условиях.Подходы к увеличению объемов вторичной переработки пленок и гибкой упаковки могут включать раздельный сбор или инвестиции в дополнительные сортировочные и перерабатывающие предприятия на предприятиях по утилизации для обработки смешанных пластиковых отходов. Для успешной переработки смешанных пластмасс необходимо выполнять высокопроизводительную сортировку исходных материалов, чтобы гарантировать, что типы пластмасс разделяются до высокого уровня чистоты; однако существует потребность в дальнейшем развитии конечных рынков для каждого потока рециклатов полимеров.

Эффективность вторичной переработки упаковки после потребителя могла бы быть значительно увеличена, если бы разнообразие материалов было рационализировано до подмножества текущего использования. Например, если все жесткие пластиковые контейнеры, от бутылок, банок до лотков, были из ПЭТ, ПНД и ПП, без прозрачного ПВХ или ПС, которые проблематично отсортировать от смешанных вторсырья, тогда вся жесткая пластиковая упаковка могла бы быть собрана и отсортирована. производить переработанные смолы с минимальным перекрестным загрязнением. Потери отбракованного материала и стоимость переработанных смол будут увеличены.Кроме того, следует выбирать этикетки и клейкие материалы, чтобы обеспечить максимальную эффективность вторичной переработки. Улучшения в сортировке / разделении на предприятиях по переработке отходов дают дополнительный потенциал как для увеличения объемов рециркуляции, так и для повышения экологической эффективности за счет снижения фракций отходов, использования энергии и воды (см. §3). Целью должно быть максимальное увеличение объема и качества переработанных смол.

9. Выводы

Таким образом, вторичная переработка — это одна из стратегий обращения с отходами в конце срока службы пластиковых изделий.Это имеет смысл как с экономической, так и с экологической точек зрения, и последние тенденции демонстрируют существенное увеличение скорости восстановления и переработки пластиковых отходов. Эти тенденции, вероятно, сохранятся, но все еще существуют некоторые серьезные проблемы, связанные как с технологическими факторами, так и с проблемами экономического или социального поведения, связанными со сбором рециркулируемых отходов и заменой первичного материала.

Переработка более широкого ассортимента пластиковой упаковки после потребителя вместе с пластиковыми отходами от потребительских товаров и ПЗВ позволит в дальнейшем улучшить показатели утилизации пластиковых отходов и их утечки со свалок.В сочетании с усилиями по увеличению использования и спецификации переработанных сортов в качестве замены первичного пластика переработка пластиковых отходов является эффективным способом улучшения экологических показателей полимерной промышленности.

Ссылки

• ACRR 2004 Руководство по надлежащей практике переработки пластиковых отходов Брюссель, Бельгия: Ассоциация городов и регионов по переработке [Google Scholar]
• Агуадо Дж., Серрано Д. П., Сан-Мигель Дж. 2007 г. Европейские тенденции в переработке пластикового сырья отходы.Global NEST J. 9, 12–19 [Google Scholar]
• Andrady A.1994 Оценка биоразложения синтетических полимеров в окружающей среде. Polym. Ред. 34, 25–76 (doi: 10.1080 / 15321799408009632) [Google Scholar]
• Андради А., 2003 г. Учебник по окружающей среде. В «Пластмассы и окружающая среда» (ред. Андради А.), стр. 3–76. Хобокен, штат Нью-Джерси: Wiley Interscience [Google Scholar]
• Андради А. Л., Нил М. А. 2009. Применение и социальные преимущества пластмасс. Фил. Пер. R. Soc. B 364, 1977–1984 (DOI: 10.1098 / rstb.2008.0304) [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• APME 2004 Анализ потребления и восстановления пластмасс в Европе Брюссель, Бельгия: Европейская ассоциация производителей пластмасс [Google Scholar]
• Arena U., Mastellone М., Перуджини Ф., 2003 г. Оценка жизненного цикла системы переработки пластиковой упаковки. Int. J. Оценка жизненного цикла. 8, 92–98 (doi: 10.1007 / BF02978432) [Google Scholar]
• Арванитояннис И., Босня Л., 2001 Утилизация полимерных материалов, используемых для упаковки пищевых продуктов: текущее состояние и перспективы.Food Rev. Int. 17, 291–346 (doi: 10.1081 / FRI-100104703) [Google Scholar]
• Стандарт ASTM D5033 2000 Стандартное руководство по разработке стандартов ASTM, относящихся к переработке и использованию переработанных пластиков Вест Коншохокен, Пенсильвания: ASTM International; (DOI: 10.1520 / D5033-00) [Google Scholar]
• Британская федерация пластмасс. Расход масла. 2008. См. Http://www.bpf.co.uk/Oil_Consuming.aspx. (20 октября 2008 г.)
• Барнс Д. К., Галгани Ф., Томпсон Р. С., Барлаз М. 2009 Накопление и фрагментация пластикового мусора в глобальной окружающей среде.Фил. Пер. R. Soc. B 364, 1985–1998 (doi: 10.1098 / rstb.2008.0205) [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Чанда М., Рой С. Справочник по пластиковым технологиям, 4-е изд. Бока-Ратон, Флорида: CRC Press [Google Ученый]
• DEFRA 2007 Информационные бюллетени по стратегии утилизации отходов. См. Http://www.defra.gov.uk/environment/waste/strategy/factsheets/landfilltax.htm (26 ноября 2008 г.)
• Департамент окружающей среды и охраны окружающей среды (NSW) 2005 г. Преимущества утилизации Австралия: Parramatta [Google Scholar]
• Департамент окружающей среды и наследия (Австралия) 2008 Пластиковые пакеты.См. Http://www.ephc.gov.au/ephc/plastic_bags.html (26 ноября 2008 г.)
• Департамент охраны окружающей среды и местного самоуправления (Ирландия), 2007 г. Пластиковые пакеты. См. Http://www.environ.ie/en/Environment/Waste/PlasticBags (26 ноября 2008 г.)
• Дрелич Дж., Пейн Дж., Ким Т., Миллер Дж. 1998 г. Селективная пенная флотация ПВХ из смесей ПВХ / ПЭТ для индустрии переработки пластмасс. Polym. Англ. Sci. 38, 1378 (doi: 10.1002 / pen.10308) [Google Scholar]
• EEA 2008 Более эффективное управление муниципальными отходами приведет к сокращению выбросов парниковых газов Копенгаген, Дания: Европейское агентство по окружающей среде [Google Scholar]
• Fisher M.2003 Переработка пластмасс. In Plastics and the environment (ed. Andrady A.), pp. 563–627 Hoboken, NJ: Wiley Interscience [Google Scholar]
• Fletcher B., Mackay M.1996 Модель переработки пластмасс: снижает ли переработка количество отходов ? Ресурс. Консерв. Recycling 17, 141–151 (doi: 10.1016 / 0921-3449 (96) 01068-3) [Google Scholar]
• Frosch R., Gallopoulos N.1989 Стратегии производства. Sci. Являюсь. 261, 144–152 [Google Scholar]
• Гарфорт А., Али С., Эрнандес-Мартинес Дж., Аках А. 2004 Переработка сырья из полимерных отходов. Curr. Opin. Solid State Mater. Sci. 8, 419–425 (doi: 10.1016 / j.cossms.2005.04.003) [Google Scholar]
• Gilpin R., Wagel D., Solch J, 2003 Производство, распределение и судьба полихолорированных дибензо-пара-диоксинов, дибензофуранов , и родственные галогенорганические соединения в окружающей среде. В «Диоксины и здоровье» (ред. Шектер А., Гасевич Т.), 2-е изд. Хобокен, Нью-Джерси: John Wiley & Sons Inc. [Google Scholar]
• Грегори М.Р., 2009 г. Воздействие пластикового мусора на окружающую среду в морских условиях — запутывание, проглатывание, удушение, вешалки -он, автостоп и инопланетные вторжения.Фил. Пер. R. Soc. B 364, 2013–2025 (doi: 10.1098 / rstb.2008.0265) [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Институт местного самообеспечения 2002 г. Опыт Западной Европы с многоразовыми контейнерами для напитков. См. Http://www.grrn.org/beverage/refillables/Europe.html (26 ноября 2008 г.)
• Кирику И., Бриасулис Д. 2007 Биодеградация сельскохозяйственных пластиковых пленок: критический обзор. J. Polym. Environ. 15, 125–150 (doi: 10.1007 / s10924-007-0053-8) [Google Scholar]
• Ассоциация местных органов власти (Великобритания) 2007 Война с отходами: исследование упаковки пищевых продуктов Великобритания: Местные органы власти [Google Scholar]
• Marques G ., Tenorio J.2000 Использование пенной флотации для разделения смесей ПВХ / ПЭТ. Waste Management 20, 265–269 (doi: 10.1016 / S0956-053X (99) 00333-5) [Google Scholar]
• McDonough W., Braungart M.2002 От колыбели до колыбели: изменение способа производства вещей Нью-Йорк, Нью-Йорк: North Point Press [Google Scholar]
• Моррис Дж.1996 Утилизация против сжигания: анализ энергосбережения. J. Hazard. Матер. 47, 277–293 (doi: 10.1016 / 0304-3894 (95) 00116-6) [Google Scholar]
• NEPC 2001 Отчет для NEPC о выполнении Национальной меры по охране окружающей среды (использованные упаковочные материалы) в Новом Южном Уэльсе.Аделаида, Австралия: Совет по охране окружающей среды и наследию [Google Scholar]
• Oehlmann J., et al. 2009 Критический анализ биологического воздействия пластификаторов на дикую природу. Фил. Пер. R. Soc. B 364, 2047–2062 (doi: 10.1098 / rstb.2008.0242) [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Park C.-H., Jeon H.-S., Park K.2007 Удаление ПВХ из смешанного пластмассы путем трибоэлектростатической сепарации. J. Hazard. Матер. 144, 470–476 (doi: 10.1016 / j.jhazmat.2006.10.060) [PubMed] [Google Scholar]
• Патель М., фон Тьенен Н., Йохем Э., Уоррелл Э. 2000. Вторичная переработка пластмасс в Германии. Ресурс., Консерв. Recycling 29, 65–90 (doi: 10.1016 / S0921-3449 (99) 00058-0) [Google Scholar]
• Perugini F., Mastellone M., Arena U.2005A Оценка жизненного цикла вариантов механической переработки и переработки сырья для управления отходов пластиковой упаковки. Environ. Прогр. 24, 137–154 (doi: 10.1002 / ep.10078) [Google Scholar]
• PlasticsEurope 2008aЭко-профили европейской индустрии пластмасс. Брюссель, Бельгия: PlasticsEurope; См. Http: // lca.plasticseurope.org/index.htm (1 ноября 2008 г.) [Google Scholar]
• PlasticsEurope 2008b Неопровержимые факты о пластмассах 2007: анализ производства пластмасс, спроса и восстановления в 2007 году в Европе. Брюссель, Бельгия: PlasticsEurope [Google Scholar]
• Ребеиз К., Craft A.1995 Управление пластиковыми отходами в строительстве: технологические и институциональные вопросы. Ресурс., Консерв. Recycling 15, 245–257 (doi: 10.1016 / 0921-3449 (95) 00034-8) [Google Scholar]
• Ryan P. G., Moore C.Дж., Ван Франекер Дж. А., Молони К. Л. 2009 Мониторинг количества пластикового мусора в морской среде. Фил. Пер. R. Soc. B 364, 1999–2012 (doi: 10.1098 / rstb.2008.0207) [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Шаксон Л. 2009 Структурирование политических проблем для пластмасс, окружающей среды и здоровья человека: размышления из Великобритании. Фил. Пер. R. Soc. B 364, 2141–2151 (doi: 10.1098 / rstb.2008.0283) [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Sinha V., Patel M., Patel J.2008 Управление отходами ПЭТ путем химической переработки: обзор. J. Polym. Environ. (DOI: 10.1007 / s10924-008-0106-7) [Google Scholar]
• Soetaert W., Vandamme E.2006 Влияние промышленной биотехнологии. Biotechnol. J. 1, 756–769 (doi: 10.1002 / biot.200600066) [PubMed] [Google Scholar]
• Сонг Дж. Х., Мерфи Р. Дж., Нараян Р., Дэвис Г. Б. Х. 2009 Биоразлагаемые и компостируемые альтернативы обычным пластмассам. Фил. Пер. R. Soc. B 364, 2127–2139 (doi: 10.1098 / rstb.2008.0289) [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Swift G., Wiles D.2004 Разлагаемые полимеры и пластмассы на свалках. Энциклопедия Полим. Sci. Technol. 9, 40–51 [Google Scholar]
• Teuten E. L., et al. 2009 г. Транспортировка и выброс химических веществ из пластмасс в окружающую среду и дикую природу. Фил. Пер. R. Soc. B 364, 2027–2045 (doi: 10.1098 / rstb.2008.0284) [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Томпсон Р. К., Свон С. Х., Мур К. Дж., Вом Заал Ф. С. 2009a Наш пластический век. Фил. Пер. R. Soc. B 364, 1973–1976 (DOI: 10.1098 / rstb.2009.0054) [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Томпсон Р. К., Мур К. Дж., Вом Заал Ф. С., Свон С. Х. 2009b Пластмасса, окружающая среда и здоровье человека: текущий консенсус и будущие тенденции. Фил. Пер. R. Soc. B 364, 2153–2166 (doi: 10.1098 / rstb.2009.0053) [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Uhde Inventa-Fischer 2007 Хлопья в смолу (FTR) — переработка с одобрения FDA. См. Http://www.uhde-inventa-fischer.com/ (3 ноября 2008 г.)
• Waste Watch 2003 Пластмассы в экономике Великобритании Лондон, Великобритания: Waste Watch & Recoup [Google Scholar]
• WBCSD 2000Экоэффективность: создание большего значение с меньшим воздействием.См. Http://www.wbcsd.org/includes/getTarget.asp?type=d&id=ODkwMQ (1 ноября 2008 г.)
• West D.2007 Контейнерные депозиты: подход здравого смысла v.2.1 Сидней, Австралия: Альянс Boomerang [ Google Scholar]
• WRAP 2006 Процесс рециркуляции HDPE пищевого качества WRAP: коммерческое технико-экономическое обоснование Лондон, Великобритания: Программа действий по утилизации отходов и ресурсов [Google Scholar]
• WRAP 2007. Согласно ежегодному исследованию сбора пластмасс местными властями 2007 года Лондон, Великобритания: Планы действий по сокращению отходов [Google Scholar]
• WRAP 2008aВнутренняя упаковка из смешанного пластика: варианты управления отходами Лондон, Великобритания: Программа действий по утилизации отходов и ресурсов [Google Scholar]
• WRAP 2008b Крупномасштабная демонстрация жизнеспособности переработанного ПЭТ (rPET) в розничной упаковке.http://www.wrap.org.uk/retail/case_studies_research/rpet_retail.html.
• WRAP 2008cLCA вариантов управления смешанными отходами пластмасс Лондон, Великобритания: Программа действий по отходам и ресурсам, MDP017 [Google Scholar]
• WRAP 2008dОбследование коллекций пластмасс в местных органах Лондон, Великобритания: Программа действий по отходам и ресурсам [Google Scholar]
• WRAP 2008eStudy показывает влияние углерода на розлив австралийского вина в Великобритании в ПЭТ и стеклянные бутылки. См. Http://www.wrap.org.uk/wrap_corporate/news/study_reveals_carbon.html (19 октября 2008 г.)

Огромный 91% пластика не перерабатывается

Эта статья была создана в партнерстве с Национальным географическим обществом. В декабре 2018 года Королевское статистическое общество Великобритании назвало основной факт в этой истории — что только около девяти процентов всего когда-либо произведенного пластика, вероятно, было переработано, — своей статистикой года.

Массовое производство пластмасс, начавшееся всего шесть десятилетий назад, ускорилось так быстро, что было произведено 8,3 миллиарда метрических тонн, большая часть из которых — одноразовые изделия, которые в конечном итоге превращаются в мусор.Если это количество кажется непонятным, то это так. Даже ученые, которые намеревались провести первые в мире подсчеты того, сколько пластика было произведено, выброшено, сожжено или отправлено на свалки, были в ужасе от огромных цифр.

«Мы все знали, что с 1950 года по настоящее время производство пластика резко увеличивалось, но на самом деле количественная оценка совокупного количества всего пластика, когда-либо сделанного, была шокирующей», — говорит Дженна Джамбек, инженер-эколог из Университета Джорджии, специализирующаяся на изучение пластиковых отходов в океанах.

«Такое повышение может« сломать »любую систему, которая не была к нему подготовлена, и именно поэтому мы наблюдаем утечку из глобальных систем удаления отходов в океаны», — говорит она.

Пластик разлагается более 400 лет, поэтому большая его часть все еще существует в той или иной форме. Сожжено только 12 процентов.

Исследование было начато два года назад, когда ученые пытались разобраться с колоссальным количеством пластика, попадающего в моря, и с вредом, который он наносит птицам, морским животным и рыбам.Предсказание о том, что к середине века в океанах будет больше пластиковых отходов, чем рыбы, тонна за тонной, стало одной из наиболее цитируемых статистических данных и призывом что-то с этим сделать.

Китайский рабочий сортирует пластиковые бутылки на предприятии по переработке отходов в деревне Донг Сяо Коу на окраине Пекина.

Фотография FRED DUFOUR, AFP, Getty

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Вы не можете управлять тем, что не измеряете

Новое исследование, опубликованное в среду в рецензируемом журнале Science Advances, является первым глобальным анализом всех пластмасс, когда-либо созданных, и их судьбы.Из 8,3 миллиарда метрических тонн, которые были произведены, 6,3 миллиарда метрических тонн превратились в пластиковые отходы. Из этого количества переработано только девять процентов. Подавляющее большинство — 79 процентов — накапливается на свалках или выбрасывается в естественную среду в виде мусора. Это означает: в какой-то момент большая часть этого попадает в океаны, окончательно тонет.

Если нынешние тенденции сохранятся, к 2050 году на свалках будет 12 миллиардов метрических тонн пластика. Это в 35000 раз больше, чем у Эмпайр-стейт-билдинг.(Узнайте об одном из возможных решений в будущем.)

Роланд Гейер, ведущий автор исследования, говорит, что группа ученых пытается создать основу для более эффективного управления пластиковыми изделиями. «Вы не можете управлять тем, что не измеряете», — говорит он. «Дело не только в том, что мы делаем много, но и в том, что мы делаем больше год за годом».

По данным исследования, половина смол и волокон, используемых в пластмассах, была произведена за последние 13 лет. Только на Китай приходится 28 процентов мировых запасов смолы и 68 процентов полиэфирных, полиамидных и акриловых волокон.

Гейер, инженер по образованию, специализируется на промышленной экологии в качестве профессора Калифорнийского университета в Санта-Барбаре. Он изучил различные металлы, а также способы их использования и обращения. Быстрое ускорение производства пластмасс, которое до сих пор удваивалось примерно каждые 15 лет, опередило почти все другие искусственные материалы. И он не похож практически на любой другой материал. Например, половина всей производимой стали используется в строительстве, а срок ее службы составляет несколько десятилетий.Исследование показало, что половина всего производимого пластика становится мусором менее чем за год.

38 миллионов пластиковых крышек для мусора Этот удаленный остров

Большая часть роста производства пластика связана с увеличением использования пластиковой упаковки, на долю которой приходится более 40 процентов неволокнистого пластика.

Подсчет пластиковых отходов по всему миру

Та же группа под руководством Джамбека провела первое исследование, в котором оценивалось количество пластикового мусора, ежегодно попадающего в океаны.По оценкам этого исследования, опубликованного в 2015 году, ежегодно в океаны попадает 8 миллионов метрических тонн пластика. Это эквивалентно пяти продуктовым пакетам с пластиковым мусором на каждый фут береговой линии по всему миру.

«Мы не знали о последствиях попадания пластика в нашу среду, пока он уже не был там», — говорит Джамбек. «Теперь у нас возникла ситуация, когда мы должны прийти сзади, чтобы наверстать упущенное».

Получение контроля над пластиковыми отходами в настоящее время является настолько сложной задачей, что требует комплексного, глобального подхода, говорит Джамбек, который включает переосмысление химии пластмасс, дизайна продуктов, стратегий переработки и использования потребителями.Исследование показало, что Соединенные Штаты уступают Европе (30 процентов) и Китаю (25 процентов) по переработке вторсырья. Вторичная переработка в США остается на уровне девяти процентов с 2012 года.

«Мы, как общество, должны подумать, стоит ли жертвовать некоторым удобством ради чистой, здоровой окружающей среды», — говорит Гейер. «Для некоторых продуктов, которые очень опасны для окружающей среды, возможно, мы подумаем об использовании других материалов.