Nowy świat bez plastiku - czy to możliwe?
Traktowanie tworzyw sztucznych jak uzależnienia od papierosów, alkoholu czy narkotyków, od którego trzeba się po prostu uwolnić, zaczyna stanowić sposób myślenia coraz większej liczby ludzi w zamożnych krajach zachodnich.
Do krzewienia takich postaw przyczyniły się alarmy dotyczące ogromnych, kumulujących się z dnia na dzień ilości odpadów z tworzyw sztucznych na świecie. Szczególnie przerażająco wyglądają informacje i obrazy pochodzące z ziemskich oceanów (2).
Jak zwykle, przy okazji pojawiają się tacy, którzy widzą w tym szansę na zarobek. W USA czy w Wielkiej Brytanii istnieją już sklepy sprzedające towary o "zerowym poziomie tworzyw sztucznych". Można tam kupić np. silikonowe butelki na wodę, tekturowe szufelki na odpady, biodegradowalne sztućce oraz obudowy iPhone’ów wykonane z… lnu.
Do tego ruchu dołączyły wielkie korporacje, np. Procter & Gamble czy PepsiCo. Zaczynają sprzedawać soki w szklanych opakowaniach, zamiast plastikowych, szampon Pantene w aluminiowych buteleczkach i inne produkty w pojemnikach do wielokrotnego napełniania - wg sposobów sprawdzonych np. przez dawnych mleczarzy.
Antyplastikowe życie kontra służba zdrowia
Łatwiej powiedzieć "świat bez plastiku", niż takim go uczynić. Ludzie, którzy postanowili uwolnić się od tworzyw sztucznych, szybko widzą, jakie to trudne. Nawet miłośnik jogurtu błyskawicznie zauważy, że rezygnacja z plastiku oznacza w praktyce rezygnację z… jogurtu. Być może uda się w końcu znaleźć ten produkt w innym niż plastikowe opakowaniu, ale to rzecz nietypowa, trudno dostępna i niechybnie dużo droższa.
Problemy piętrzą się na każdym kroku, bo zastąpienie "reklamówek" podczas zakupów torbami płóciennymi czy plecionymi koszykami oraz używanie jedynie szklanych butelek to dopiero początek gry z plastikową rzeczywistością. Od samego rana, czyli od szczoteczki do zębów i pasty, "antyplastikowcy" zmagają się z wyzwaniami. Gdy wychodzą, mają zwykle przy sobie specjalne przyborniki z bambusowymi lub metalowymi sztućcami, tackami, metalowe słomki, kubki itp. Gorzej, gdy np. muszą iść do lekarza.
Nie ma dziś innych strzykawek niż plastikowe (3), a tworzywa sztuczne w służbie zdrowia to przecież postęp, który służy wygodzie i bezpieczeństwu ludzi. W aptece nikt nie chce słyszeć o wkładaniu leków do szklanych słoików. Gdy zaś potrzebna jest woda w sytuacjach nagłych, np. podczas klęsk żywiołowych, szklane opakowania okazują się skrajnie niepraktyczne.
Istnieją wprawdzie nici dentystyczne wykonane z jedwabiu, drewniane szczoteczki do zębów ze świńskim włosiem, nierdzewne pojemniki na kostki lodu, opakowania na żywność zrobione z bawełny pokrytej woskiem pszczelim i inne nieplastikowe wersje artykułów gospodarstwa domowego, ale są to jednak rzeczy wymagające szczególnego wysiłku w zdobywaniu i płacenia wyższej ceny.
Z czasem zapewne wzrastać będzie znaczenie gospodarcze tworzyw "biodegradowalnych", materiałów nowej generacji, opartych np. na pochodnych skrobi, kwasu polimlekowego, albo jedwabiu. Póki co jednak produkcja z nich jest wciąż stosunkowo droga, jak to zwykle bywa z nowatorskimi rozwiązaniami, choć w całości rachunku nie można pominąć też tego, że znikają w tym przypadku koszty związane z recyklingiem i utylizacją.
Ponieważ eliminacja plastiku, który jest nieomal niezastąpiony w wielu dziedzinach, pozostaje dziś trudna, być może realniejszą perspektywę stanowi przejście na tworzywa sztuczne, które łatwiej się degradują.
Jednym z najbardziej interesujących pomysłów w dziedzinie biodegradacji tworzyw wykonanych m.in. z polietylenu, polipropylenu oraz polistyrenu, wydaje się być technologia oparta na zastosowaniu w ich produkcji różnego typu dodatków znanych pod symbolami d2w lub EPI.
Spotykany już od kilku lat w Polsce, d2w produkcji brytyjskiej firmy Symphony Environmental (4), jest dodawany w procesie wytwarzania miękkich i półsztywnych tworzyw sztucznych, od których wymagamy szybkiej i nieszkodliwej dla środowiska samodegradacji. Fachowo działanie d2w określa się jako oksybiodegradację tworzyw sztucznych. Proces ten oznacza rozpad tworzywa na wodę, dwutlenek węgla, biomasę oraz pierwiastki śladowe, bez innych pozostałości i bez wydzielania metanu.
Pod ogólną nazwą d2w występuje cały zestaw chemicznych substancji dodawanych w procesie produkcyjnym, jako domieszki do polietylenu, polipropylenu oraz polistyrenu. Za główny proces samodegradacji odpowiada tzw. pro-degradant d2w, który wspomaga i przyspiesza naturalnie zachodzący proces rozpadu, wskutek działania dowolnie wybranych, pobudzających go czynników, takich jak temperatura, promieniowanie słoneczne, ciśnienie, uszkodzenia mechaniczne czy też zwykłe rozciąganie.
Jak to wygląda od strony chemicznej?
Do rozłożenia np. polietylenu, który składa się z atomów węgla i wodoru, dochodzi wówczas, gdy rozpadnie się połączenie węgiel-węgiel, co z kolei obniża wagę cząsteczkową i prowadzi do utraty wytrzymałości i trwałości łańcucha. Dzięki d2w proces degradacji skraca się nawet do sześćdziesięciu dni. Czas ten może być w dodatku zaplanowany już w momencie produkcji tworzywa, a to dzięki odpowiedniemu sterowaniu zawartością i rodzajami dodatków. Raz rozpoczęty proces będzie się rozwijał aż do całkowitego rozpadu wyrobu i to niezależnie od tego, czy produkt trafi głęboko pod ziemię, pod wodę, czy pozostanie na otwartym powietrzu. Przeprowadzono badania, które potwierdziły, że samodegradacja z d2w jest bezpieczna. Dodatek nie powoduje też toksycznych efektów i pozostaje nieszkodliwy dla gleby.
Kolejny etap walki z nadmiarem plastiku to produkcja tworzyw rozkładających się bez konieczności zastosowania przemysłowych procesów.
W październiku ubiegłego roku zaprezentowano po raz pierwszy supercienkie układy elektroniczne przeznaczone do pracy w ludzkim organizmie, rozpuszczające się po spełnieniu swojej funkcji. Naukowcy opracowali technikę konstrukcji chipów z wyjątkowo cienkich warstw nanomembran, rozpuszczających się w ciągu kilku tygodni lub zaledwie dni. O tym, jak długo trwa ten proces, decydują właściwości warstwy jedwabiu, którą układy są powleczone. A właściwościami tymi badacze potrafią sterować - przez dobranie odpowiednich parametrów warstwy decydują, jak długo pozostaną trwałą ochroną dla układu.
Tworzywa rozpuszczalne to jeden przyszłościowy nurt, oznaczający przestawienie się na zupełnie nowe materiały. Drugim kierunkiem jest poszukiwanie metod szybkiego ekologicznego rozkładania uciążliwych środowiskowo substancji, które już w środowisku są i dobrze byłoby, aby stamtąd znikły.
Instytut Technologiczny w Kyoto przeanalizował niedawno proces rozkładu kilkuset plastikowych butelek. Podczas badań odkryto, że istnieje bakteria powodująca rozkład tworzyw sztucznych. Nazwano ją Ideonella sakaiensis. Odkrycie zostało opisane w prestiżowym magazynie "Science".
Bakteria używa do eliminacji polimeru PET dwóch enzymów - jeden z nich wyzwala reakcje chemiczne rozkładające cząsteczki, natomiast drugi wspomaga wyzwalanie energii. Odnaleziono ją w jednej z 250 próbek pobranych z otoczenia zakładu przerabiającego butelki PET. Wchodziła ona w skład zespołu mikroorganizmów, który degradował powierzchnię błony z PET w tempie 130 μg/cm² na dobę w temperaturze 30°C. Naukowcom udało się też uzyskać podobny zespół mikroorganizmów bez I. sakaiensis, lecz nie miał on zdolności metabolizowania PET.
W celu uzyskania energii z PET bakteria najpierw hydrolizuje PET za pomocą enzymu o angielskiej nazwie PETase (hydrolaza PET) do kwasu mono(-2-hydroksyetylo)tereftalowego (MHET), który potem w kolejnym kroku hydrolizuje przy użyciu enzymu o MHETase (hydrolaza MHET) na monomery wyjściowego tworzywa sztucznego: glikol etylenowy i kwas tereftalowy. Te związki chemiczne bakterie potrafią wykorzystać bezpośrednio do produkcji energii.
Niestety, na rozłożenie cienkiego kawałka tworzywa sztucznego cała kolonia Ideonella sakaiensis potrzebuje aż sześciu tygodni i odpowiednich warunków (temperatura musi wynosić 30°C). Nie zmienia to faktu, że odkrycie może zmienić oblicze recyklingu.
Powoli i stopniowo
Jak zauważyliśmy, radykalne i stuprocentowe odejście od plastiku we własnym życiu jest ekstremalnie trudne, jeśli w ogóle osiągalne. Jednak można i należałoby spróbować drogi stopniowego ograniczania jego zużycia i generowania odpadów tego rodzaju. Nie są to rzeczy niewykonalne, a nawet wcale nie tak uciążliwe, jak mogłoby się wydawać.
Zalecane np. przejście na mydło stałe zamiast wszechobecnych odpadogennych dozowników żelów i mydeł w płynie brzmi całkiem rozsądnie, choć w dobie ataku koronawirusa może trochę kontrowersyjnie. Stosowanie butelek wielokrotnego użytku nie wiąże się z wielkim poświęceniem, zwłaszcza że jeszcze kilka dekad temu wszyscy ich używali i nikt z pragnienia nie umierał. Noszenie ze sobą kubka wielokrotnego użytku byłoby czymś uciążliwym, ale do pomyślenia. Podobnie ze sztućcami - odpowiedni przybornik nie zajmowałby wiele miejsca. Da się też chyba trzymać przy sobie torbę na zakupy wielokrotnego użytku.
Trudniej nieco przejść na inne niż plastikowe pojemniki na produkty spożywcze, ale to też nie wydaje się mission impossible. Oczywiście sporo żywności przechowuje się w opakowaniach, które przynosimy ze sklepu i niewiele z tym da się zrobić, ale można spróbować wprowadzić ekologiczne pojemniki uzupełniane na bieżąco kupowanymi luzem produktami. Stanowiłoby to powrót do dawnych czasów, przy czym pamiętajmy, że zasadniczym ograniczeniem byłby tu jednak fakt, iż wielu rzeczy w ogóle się już tak nie sprzedaje.
Całkiem realne wydaje się również wprowadzenie reżimu unikania ubrań wyprodukowanych z zastosowaniem tworzyw sztucznych. Oczywiście są granice takich działań - w wielu sytuacjach od plastiku się nie odgrodzimy, jeśli chcemy mieć w domu np. sprzęt AGD czy nowy odkurzacz. Aktywiści antyplastikowego życia rozwiązują ten problem kompromisowo, kupując używany sprzęt. Wykorzystują też różne opakowania z tworzyw sztucznych do nowych zastosowań, zmniejszając w ten sposób - w swoim mniemaniu - produkcję nowego plastiku.
Wielokrotne używanie opakowań np. do szamponów to wyjście dla ludzi, którzy nie są w stanie sprostać wyzwaniom stawianym przez zupełnych radykałów. Jedną z nich jest Chantal Plamondon, założycielka strony Life Without Plastic (5), która została domowym chemikiem. Robi własną pastę do zębów z sody do pieczenia, olejku kokosowego i olejków eterycznych, a kremy do ciała wytwarza z olejku kokosowego lub orzechów makadamia.
Doświadczenie uczy, że stawianie ludziom zbyt trudnych wyzwań nie jest skuteczne, a może ich negatywnie nastawić do sprawy. Eliminacja tworzyw sztucznych z naszego świata jest sprawą słuszną. Wydaje się jednak, że to bardzo długi marsz. Trzeba w tę drogę ruszyć bez oczekiwań, że szybko dojdziemy do celu.
