Kuinka nopeasti kertakäyttöiset simpukankannet hajoavat luonnollisissa ympäristöissä?

Ymmärtääksemme kertakäyttöisten simpukankansien biologista hajoavuutta

Biologisen hajoavuuden määrittely: keskeiset termit ja alan standardit kertakäyttöisille simpukankansille

Kun puhutaan biologisesta hajoavuudesta, tarkoitetaan käytännössä sitä, kuinka hyvin materiaali hajoaa veteen, hiilidioksidiksi ja orgaaniseksi aineeksi mikrobien toiminnan ansiosta. Kysymys on erityisen ajankohtainen yhden käytön ruokailuvalmisteiden muoveissa, joita ihmiset heittävät pois lounaan jälkeen. Saadakseen selville, ovatko tuotteet todella biologisesti hajoavia, valmistajien on täytettävä joko ISO 14855 -standardi aerobista kompostointia varten tai ASTM D6400 -standardi teollista kompostoitavuutta varten. Näiden ohjeiden mukaan materiaalien tulisi hajota vähintään 90 prosenttia puolessa vuodessa, kun niitä pidetään ihanteellisissa olosuhteissa noin 50–60 asteen lämpötilassa ja kosteudessa, joka on samoin 50–60 prosenttia. Mutta tässä kohtaa käytännössä asiat muuttuvat mutkikkaimmiksi. Useimmat biologisesti hajoaviksi merkityt tuotteet eivät ota huomioon sitä, mitä tapahtuu laboratorio-olosuhteiden ulkopuolella. Todelliset tekijät, kuten ennustamattomat sääolot, sopivien mikrobien puute ja riittämätön kosteus, voivat hidastaa hajoamisprosessia merkittävästi tai jopa pysäyttää sen kokonaan.

Yleisimmät biopoliymeerit simpukkamuotoisissa pakkauksissa: PLA, PBAT, sokeriruoko bagasse ja maissi-tärkkelys

Neljä biopoliymeeriä hallitsee kertakäyttöisten simpukkamuotoisten pakkausten valmistusta:

• PLA (polyläktikypy) : Peräisin maissitärkkelyksestä, PLA hajoaa tehokkaasti vain 58 °C:ssa teollisissa kompostointilaitoksissa.
• PBAT (polybutyleeniadipaatittereftalaatti) : Öljypohjainen polymeeri, joka on kompostoituvaa; se sekoitetaan yleensä PLA:han joustavuuden parantamiseksi.
• Sokeriruoanon säiliö : Sokerin tuotannossa syntyvä kuituinen sivutuote, joka hajoaa 30–90 päivässä kaupallisissa kompostointiolosuhteissa.
• Maissitärkkelysseokset : Hybridimuodostelmat, jotka vaativat tiettyjä lämpötila- ja kosteusarvoja hajotakseen.

Vaikka nämä materiaalit toimivat hyvin laboratoriotesteissä, niiden käytännön tehokkuus riippuu asianmukaisesta hävitysinfrastruktuurista. Esimerkiksi PLA-simpukkapakkaukset voivat säilyä 12–24 kuukautta kaatopaikoilla, koska kylmä ja hapeton ympäristö estää mikrobiellisen hajoamisen.

Teollinen kompostointi vs. luonnolliset ympäristöt: mitkä olosuhteet kertakäyttöisten simpukankotelojen hajoamiseen todella tarvitaan?

Parhaat teolliset kompostointilaitokset pitävät olosuhteet juuri sopivina nopeaa hajoamista varten. Niiden tarvitsevat noin 55–70 astetta Celsius-astetta, noin 50–60 prosenttia kosteutta ja hyvää ilman kiertoa jokaisessa vaiheessa. Kotipihan kompostikasa tai tavallinen maaperä eivät yleensä saavuta näitä arvoja. Viime vuonna julkaistun tutkimuksen mukaan PLA-muovista valmistetut muovilaatikot hajosivat noin 87 prosenttia teollisissa kompostointijärjestelmissä, kun taas tavallisessa puutarhamaassa 18 kuukauden ajan ne hajosivat vain 12 prosenttia. Sama pätee tuotteisiin, jotka on valmistettu sokeriruo'osta saatavasta jätteestä. Ei siis ole ihme, että monet nimikkeet, joissa lukee ”kompostoituvat”, päätyvät lopulta vain loittelemaan ikuisesti luonnossa, jossa ei ole mitään erikoislaitteita ylläpitämässä tasapainoa.

Simpukankoteloiden biologinen hajoamisnopeus maaperässä, komposstissa ja kaatopaikoilla

Useimmat kaatopaikat luovat anaerobisia olosuhteita, koska niissä ei ole tarpeeksi happea tai sopivaa mikrobiseosta, jotka auttavat aineiden hajoamisessa luonnollisesti. Jopa kompostoitaviksi merkityt tuotteet, kuten ne, jotka on valmistettu PLA:sta, PBAT:sta tai sokeriruokojätepohjasta, voivat säilyä vuosia näissä ympäristöissä. Tutkimukset viittaavat siihen, että PLA hajoaa alle viidessä prosentissa kymmenen koko vuoden aikana. Vuoden 2022 tuoreessa raportissa todettiin, että sokeriruokojätepohja säilytti noin 70 prosenttia alkuperäisestä rakenteestaan vain 18 kuukauden jälkeen tutkijoiden nimittämissä simuloiduissa kaatopaikkaolosuhteissa. Kun orgaaninen materiaali ei saa happea, se muuttuu metaanikaasuksi sen sijaan, että hajoaisi turvallisiin aineisiin. Ongelma on selvä: mitä sertifioidaan kompostoitavaksi, ei usein toimi lainkaan niin, kun se päätyy tavalliseen jätteenkäsittelyyn, johon suurin osa ihmisistä heittää jätteensä.

Toimivuus vesipohja- ja meriekosysteemeissä

Hajoavatko kertakäyttöiset simpukankuorit veteen? Tulokset makeassa ja merivedessä

Ongelma PLA:sta ja PBAT:sta valmistettujen simpukankuorten kanssa on, että ne eivät hajotu juurikaan vesiympäristöissä. Näiden materiaalien todellinen hajoaminen vaatii yli 60 asteen lämpötiloja, mutta useimmat järvet, joet ja jopa merivedet pysyvät keskimäärin selvästi alle 20 asteessa. Tämä hidastaa hajoamisprosessia noin kolminkertaisesti verrattuna normaaliin. Joidenkin meriolosuhteissa suoritettujen 30 kuukautta kestäneiden testien tulokset olivat varsin järkyttäviä. PLA-simpukankuoret säilyttivät noin 94 % alkuperäisestä muodostaan kaikkien näiden kuukausien jälkeen, mikä on huomattavasti enemmän kuin mitä meren biologisesti hajoaville tuotteille asetetaan vaatimukset – tyypillisesti täysi hajoaminen kuudessa kuukaudessa. Tämä tarkoittaa käytännössä, että nämä niin sanotut biomuovit eivät tällä hetkellä riitä hajoamaan luonnollisesti vesijärjestelmissämme.

Kotilon muovijätteen vaikutukset vesiekosysteemeihin ja villieläimiin

Osittain hajonneet kotilon palat imevät saasteita noin 80–120-kertaiseen pitoisuuteen verrattuna tavalliseen meriveteen, mikä tekee niistä vaarallisia kuljettajia merten ravintoketjuissa. Merikilpikonnat usein sekoittavat nämä pienet muovipalaset meduusoihin tai planktoneihin, ja tutkijat ovat löytäneet niitä noin kahdeksan kymmenestä tarkistetusta merikilpikonnasta. Viimeisimmät seurantakertomukset osoittavat, että hajoava pakkausmateriaali muodostaa nyt noin 18 % kaikista jätemääristä, jotka kasaantuvat kohtuukylmissä rannikoilla, mikä on itse asiassa seitsemän prosenttiyksikköä enemmän kuin vuonna 2020. Kun kotiloista peräisin olevat mikromuovit sekoittuvat merenpohjan sedimentteihin, ne muuttavat kemiallista koostumusta ja vähentävät poikasten korallien selviytymismahdollisuuksia lähes kahdelle kolmasosalle niistä riuttojen lajeista, joita tutkijat ovat toistaiseksi tutkineet. Tämäntyyppinen vahinko heikentää meriekosysteemien kykyä toipua häiriöistä merkittävästi.

Käytännön Hävityshaasteet ja Elinkaaren Loppuvaiheen Hallinta

Työpistekokeiden Väitteiden ja Käytännön Hävityksen Väliset Aukot: Lämpötilan, Kostean ja Mikrobiellisen Pääsyn Rajoitukset

Hajoavat muovimuovipakkaukset saavat sertifikaatin vasta sen jälkeen, kun ne ovat läpäisseet testit laboratorioissa, joissa lämpötila nousee noin 60 asteeseen ja ilmankosteus on 60 prosenttia. Mutta käytännön tulokset kertovat toisen tarinan. Vuoden 2023 teollisuuslukujen mukaan alle 15 prosenttia hajoaa valmistajien lupaamassa ajassa, kun tuotteet heitetään tavalliseen roskiin. Useimmat kaupunkien kompostointilaitokset kamppailevat vuoden mittaisen vakaiden lämpötilojen ylläpitämisen kanssa. Ja kun nämä tuotteet päätyvät syvälle kaatopaikalle, niillä ei ole riittävästi ilmaa tai mikrobien kanssa tapahtuvaa kosketusta, joka hajoamiselle vaaditaan. Todellisuus on melko järkyttävä: PLA-astiat voivat jäädä kaatopaikoille 18–24 kuukautta sen sijaan, että hajoaisivat 12 viikon kuluessa, kuten yritykset pakkausten merkinnöissä väittävät. On olemassa valtava ero ohjattujen olosuhteiden ja todellisten hävitystilanteiden välillä, mikä saa ihmiset kyseenalaistamaan, auttavatko nämä tuotteet ympäristöä lainkaan.

Kiertotalous, kompostointiinfrastruktuuri ja käyttöönottokotilon tahaton ympäristöön pääsy

Vain kahdentoista prosentin verran Yhdysvaltojen kaupungeista hyväksyy kompostoituvia simpukankoteloita tavallisten keräysohjelmien yhteydessä, ja alle yksi prosentti kierrätyskeskuksista pystyy käsittelemään monikerroksisia biomuovisia astioita. Tämän järjestelmän aukon vuoksi noin kuusikymmentäkolme prosenttia niistä tuotteista, jotka on merkitty "biologisesti hajoaviksi", päättyy joko kaatopaikoille tai kellumaan vesistöissä. Nämä materiaalit pysyvät ympäristössä yhtä kauan kuin tavallinen muovi, jos niillä ei ole riittävästi happea. Katsottaessa tilannetta Aasian ja Tyynenmeren alueella, huomataan samankaltainen kehitys. Rannikkoalueilla näiden simpukankoteloiden määrä on nousemassa kolmenkymmenen prosentin korkeammalla tahdilla kuin laboratoriotestit antavat ymmärtää. Miksi? Pääasiassa siksi, että ihmiset eivät lajittele jätteitään oikein, eikä kompostointimahdollisuuksia ole tarpeeksi. Ydinviesti on silti selvä: ellei infrastruktuurimme ole kunnossa, kaikki hyvät tarkoitusperät biologisesti hajoavan pakkauksen suunnittelussa eivät juuri merkitse, jos se silti saastuttaa ympäristöämme vuosikymmeniksi eteenpäin.