Mi a bioműanyag? Mennyire környezetbarát valójában?

Bioműanyag? A műanyagról pár éve még senkinek sem a „bio” jelző jutott volna először eszébe. Sőt, még másodjára sem. Azóta azonban kiderült, hogy ez a két szó nagyon is jól megférhet egymás mellett.

Bioműanyagnak (vagy más néven biopolimernek) nevezhető az a biopolimer, amelyik szemben a nyersolaj alapanyagú hagyományos műanyagokkal, fosszilis erőforrások felhasználása nélkül, részben vagy egészben megújuló növényi forrásokból állítható elő vagy amelyik biodegradálható, esetleg mindkét tulajdonság egyaránt érvényes rá.

Annak a bioműanyagnak, amelynek az alapanyaga megújuló növényi forrásból (biomasszából) származik ugyanakkor könnyen lebomlik vagy lebontható (biodegradálható), nincsenek súlyos, negatív hatásai sem az atmoszférára sem a világunk flórájára és faunájára. Ezek a komposztálható bioműanyagok. Viszont nem komposztálható minden, ami lebontható (biodegradálható).

Mi a bioműanyag fogalma? Hogyan állítják elő?

Azt a műanyagot, amelynek alapja bio- vagy amely biológiai úton lebontható (biodegradálható) esetleg mindkét meghatározás igaz rá, bioműanyagnak nevezzük. A bioműanyagok előállításához felhasznált bio alapanyagokat, vagyis növényi származékokat a kőolaj-alapú vegyületekhez hasonló tulajdonságú kémiai vegyületek előállítására használják.

Azonban függetlenül attól, hogy az alapanyag növényi, ezeknek sem mindegyike bomlik le a természetben. A biolebonthatóság főleg az adott bioműanyag kémiai szerkezetétől függ.

A mikroműanyag-szennyezést magunknak köszönhetjük

Nem minden tűnik el nyomtalanul vagy hasznosul újra, ami lebomlik. Ez generálja korunk egyik nagy problémáját, a mikroműanyag szennyezést.

A mikroműanyagok egy része ugyan annyira apró, hogy szabad szemmel nem látható, szinte minden élővízben jelen van.

Persze mondhatjuk, hogy a célt ezzel elérték, hiszen az eredeti tervek szerint olyan polimerek kifejlesztése volt a cél, amelyek hagyományos környezeti hatások által a szabad természetben közbeavatkozás nélkül is lebomlanak.

Azt már senki se kötötte ki feltételként, hogy ártalmatlanoknak kéne lenniük, vagy nem kerülhetnek vissza a biológiai körforgásba – legalábbis eleinte. Most tehát nem „csupán” a műanyaghulladék millió tonnáival kell megküzdenünk, de még a mikroműanyagokkal is.

A legjobb hulladékkezelés azonban az, ha ki sem alakul érdemi hulladék. A bioműanyagok itt jönnek be a képbe.

Milyen bioműanyagok vannak?

Többféle, eltérő tulajdonságokkal rendelkező bioműanyag létezik ma már. Ezeknek a jellemző felhasználási területe más és más lehet fizikai, mechanikai és kémiai tulajdonságaik függvényében, valamint attól függően, hogy milyen típusú alapanyagok alkotják.

A következőkben tételesen végigveszem a különféle bioműanyagokat. Ha imádod a betűszavak pontokba szedett listáit, akkor ezt most élvezni fogod. Ha pedig kevésbé vagy kémia-geek, lapozz bátran a következő bekezdéshez.

Biológiailag lebomló, bio massza alapú anyagok:

• Starch plastics (from wheat, potato, corn), – szénhidrátokban gazdag élelmiszernövényekből, a mezőgazdasági termelés első generációs termékeiből készült bioműanyagok
• Cellulosic plastics – cellulóztartalmú élelmiszernövények hulladékaiból, második generációs nyersanyagaiból készült bioműanyagok
• proteineous plastics (from plant and animal proteins) – protein alapanyagú bioműanyagok. Gyümölcshéjtól a szennyvíziszapig minden lehet ilyen, harmadik generációs nyersanyag.

A felsorolt biomassza alapú bioműanyagok képesek természeti környezetben biológiai úton is lebomlani. Ezek az igazi komposztálható bioműanyagok. A jövő „műanyagjai”.

Biológiailag lebontható, bio-alapú bioműanyagok:

• PHB
• PHBv
• PHV
• PLA
• PHAs

A PLA és ahhoz hasonló biológiai módszerekkel lebontható polimerek vagy bioműanyagok bomlása csak meghatározott előfeltételek mellett illetve optimális körülmények között indul meg és megy végbe.

Ilyen előfeltétel a lebontó szervezetek, gombák és mikroorganizmusok jelenléte valamint a közel 60 Celsius fok, vagy egyes kémiai összetevők esetében az UV-fény.

Fenti bioműanyagok természeti környezetbe kerülve valamint anaerob körülmények között tehát sajnos nem, csak ipari eljárással képesek lebomlani, aminek előfeltétele, hogy sikeres szelektív gyűjtést és szakszerű válogatást követően bekerüljenek az újrahasznosítóba. Környezeti terhelésük újrahasznosítás nélkül a hagyományos műanyaghoz erősen hasonló.

Részben bio-, részben fosszilis alapanyagú bioműanyagok:

• Poliészterek (Bio-PBT, Bio-PIT, Bio-PEIT)
• Hőre keményedő műanyagok (Bio-based epoxy, Bio-based-polyurethane PUR)

Bomlásuk csak ipari körülmények között és nagyon magas hőmérsékleten megy végbe.

Biológiailag nem lebontható, de újrahasznosítható biobázisú műanyagok:

• Bio-PE (Bio-polyetylene)
• Bio-PP (Bio-polypropylene)
• Bio-PVC (Bio-polyvinyl-chlorid)
• Bio-poly (Bio-PET, ethylene terephthalate)
• Bio-PEF (polyethylene-furanoate)
• Bio-PTF (polytrimethylene-furandicarboxylate)
• Bio-PDO (Bio-propanediol)

Ezek olyan biológiailag megújuló erőforrásból készült bioműanyagok, biopoliészterek, amelyek jórészt vagy akár teljes egészében természetes biomassza összetevőkből állnak és hulladékuk a hagyományos, kőolajalapú változataikkal együtt visszaforgatható.

Egyes fosszilis (kőolaj) alapú műanyagok is lebonthatóak (de ezek nem tekinthetőek bioműanyagnak):

• PCL (polycaprolactone)
• PBA (polybutylene adipate)
• PBAT (polybutylene adipate-terephthalate)
• PBS (polybutylene succinate)
• PVOH (polyvinyl alcohol)

Az ipari feldolgozás kiemelten fontos lenne ezen oxo-degradábilis műanyagok esetében. Ezek ugyanis széteső műanyagok, vagyis fény és levegő hatására kisebb darabokra esnek szét.

Hagyományos műanyagok:

• PVC (polyvinyl-chloride)
• PS (polystyrene)
• PET (poliethylene terephthalate)
• HDPE (high-denisty-polyethylene)

Jelenleg a mindennapi életünkben legnagyobb mennyiségben előforduló és legnagyobb mennyiségben használt hagyományos műanyagok fosszilis eredetűek, vagyis kőolajból, kőolajszármazékokból készülnek.

Ezek egy része szelektíven gyűjthető, mechanikai, kémiai újrahasznosításuk megoldott. A PVC szennyezéstől mentes, újrahasznosított PET és HDPE jellemzői például jelentős mértékben megközelítik az eredeti műanyag tulajdonságait.

Miben különbözik a bioműanyag a műanyagtól?

Csak a környezetre gyakorolt negatív hatásainak mértékében különbözik, felhasználási lehetőségeiben szinte egyáltalán nem.

Ennek okán ma már bármelyik felhasználási és alkalmazási területét is vegyük a műanyagoknak – mezőgazdasági, építőipari, csomagolás és fogyasztási eszköz gyártás, vagy épp autógyártás – szinte mindegyikre létezik valamiféle alternatív biopolimeres megoldás is.

Míg a legtöbb bioműanyag előállítása során nem, a műanyaggyártás során olyan adalékanyagok is felhasználásra kerülnek, mint például a BPA (bisphenol A) és a BPS (bisphenol S), amelyek bizonyítottan károsak az egészségre.

Mik az előnyei a bioműanyagnak?

A hagyományos műanyaggal szemben számos előnye van a bioműanyagoknak. Ám a legkiemelkedőbbnek az tekinthető, hogy egyes innovatív bioműanyagok ökológiai lábnyoma szinte tökéletesen nulla is lehet.

Hogyan lehetséges zéró ökológiai lábnyomot elérni termeléssel?  

Egyszerűen összefoglalva úgy, hogy a növényi biomasszából előállított bioműanyagok ciklusa végén a bennük található szerves szén visszakerül a levegőbe.

Ezt a szerves szenet pedig azok a növények is felhasználják, amelyekből majd újra bioműanyag készül. Ezek az akár házilag, a háztartási biohulladékkal együtt komposztálható bioműanyagok.

Milyen hátrányokkal kell számolni a bioműanyagok esetében?

Jelenleg az EU-ban leggyakrabban újrahasznosított és legnagyobb mennyiségben visszaforgatott műanyag a PE (polietilén) és a PET. Ezek közé azonban, ha egyéb, biodegradálható anyagok kerülnek, az megnehezítheti a feldolgozást és ronthatja a létrehozott újra termékek minőségét (hőállóságát, rugalmasságát, merevségét, vízállóságát, stb.).

Mindaddig, amíg nem biztosítottak a lebomláshoz szükséges különböző feltételek az ilyen bioműanyagokat ipari komposzttelepekre kell szállítani, ahol biztosítottak a feltételek a lebomláshoz (pl. stabilan magas hőmérséklet és páratartalom).

Ha ezek a feltételek nem biztosítottak, a kőolaj alapú műanyagokhoz hasonlóan a bioműanyagok is évszázadokon át a környezetünkben maradhatnak.

Évszázados lebomlású bioműanyag? Ez tuti jó/rossz nekünk?

A biomassza alapú bioműanyagok gyártásához szükséges növényi alapanyagok megtermelése a kereslet növekedésével, idővel akár a lakosság élelmezésére szolgáló mezőgazdasági földterületek kárára is lehet, vagy újabb erdőirtásokat generálhat.

További hátránya a bioműanyagok alkalmazásának, hogy az olyan információk feltüntetése miszerint az adott termék újrahasznosított vagy épp újrahasznosítható, téves feltételezéseket eredményezve globális szinten akár további, a jelenleginél is nagyobb mértékű, felelőtlen szemeteléshez vezethet.

Mennyire számít környezetbarát megoldásnak a bioműanyag?

Vannak bioműanyagok amelyek előállításuk és alapanyaguk, valamint vannak, amelyek újrahasznosíthatóságuk, biodegradálhatóságuk szempontjából nézve kevésbé károsak a környezetre.

Egyelőre azonban még nem minden bioműanyag mondható teljes mértékben környezetbarátnak. Bár félreérthetőek lehetnek a „lebomló”, vagy épp a „bioalapú” jelzők, a mai bio alapanyagú műanyagok nagy része nem minden esetben rendelkezik a környezet szempontjából kedvező tulajdonságokkal.

Mi több, vannak olyan bioműanyagok, amelyek pusztán kisebb részecskékre esnek szét, valamint amelyeket csak különleges, ipari körülmények között lehet lebontani.

Mindennek ellenére jelenleg azért tapasztalhatóak valódi előrelépések is, hiszen nagy reményekkel kecsegtető, alternatív megoldást ígérnek a környezetben természetes anyagokká (nagyrészt vízzé, szén-dioxiddá és komposzttá) lebomló bioműanyagok az egyszer használatos, semmilyen módon sem biodegradálható nejlonzacskókra.

Tényleg ez váltja majd fel a jövőben a jelenleg használt műanyagokat?

Az EU körkörös gazdálkodásra vonatkozó akciótervében (Action Plan) és az EB egész Európára kiterjedő stratégiájában valamint egyéb kutatási tervek révén is támogatja a jelenlegi műanyagipar átalakítását. A szelektált eljárással gyűjtendő és csak ipari eljárással komposztálható bioműanyagok hulladékhasznosítása ugyanis átfogóan irányított re-programot és csak erre a célra kifejlesztett eszközöket igényel.

Új célként jelölték meg az egyszer felhasználható műanyag termékek leváltását, a mikroműanyagok és a mikroműanyagokra bomló polimerek alkalmazásának megszüntetését. Valamint ezzel egyetemben azt is célul tűzték ki, hogy az Európai piacon 2030-ra már minden csomagolási célú termék reciklátum legyen, vagy hagyományos műanyag helyett kizárólag újrahasznosítható műanyagból készüljön.

Láthatjuk tehát, hogy bár a bioműanyagok fejlesztése az elmúlt évtized során hatalmas utat járt be és egyre többféle, új polimer jelenik meg évről-évre a piacon, mindezek ellenére ez a műanyagcsoport még mindig csak a világ teljes műanyagtermelésének nagyjából 1%-át teszi ki.

Ez az 1% olyan, mint hosszú, aszályos időszak után az első esőcseppek: kevésnek tűnhet, ám termékeny talajra hullva rendkívül pozitív változásokat hozhat.

Bartha Katalin | Mind humán, mind reál terepen otthonosan mozgó, a gyermeki lélek és a természet szépsége iránt egyformán rajongó, egykori gyógytestnevelő pedagógus. Jelenleg szabadúszó szöveg-, tartalom- és tárcaíró, költő.