Milyen gyorsan bomlanak le a használtonkénti kagylóformájú dobozok a természetes környezetben?

Az egyszerhasználatos kagylóformájú doboz-anyagok biológiailag lebomlóságának megértése

A biológiailag lebomlóság meghatározása: fontos fogalmak és iparági szabványok az egyszerhasználatos kagylóformájú dobozokhoz

Amikor a lebomlásról beszélünk, alapvetően azt vizsgáljuk, hogy egy anyag mennyire képes vízzé, szén-dioxiddá és szerves anyaggá bomlani a mikrobák tevékenysége révén. A kérdés különösen fontossá válik azoknál az egyszer használatos zárható dobozoknál, amelyeket az emberek eldobnak az ebéd után. Annak megállapításához, hogy ezek a termékek ténylegesen biológiailag lebonthatónak minősülnek-e, a gyártóknak meg kell felelniük vagy az ISO 14855 szabványnak az aerob komposztálásra vonatkozóan, vagy az ASTM D6400-nak az ipari körülmények közötti komposzthatóságra vonatkozóan. Ezek az irányelvek előírják, hogy az anyagoknak legalább 90 százalékban le kell bomlaniuk fél év alatt, ideális körülmények között, amikor a hőmérséklet 50–60 °C-os, a páratartalom pedig hasonlóan 50–60 százalékos. Ám itt kezdődnek a nehézségek a gyakorlatban. A biológiailag lebonthatónak jelölt legtöbb termék nem veszi figyelembe, mi történik a laboratóriumi körülményeken kívül. A való világ tényezői, mint például az időjárási viszonyok változékonysága, a megfelelő mikrobák hiánya, valamint a kevés nedvesség, jelentősen lelassíthatják, sőt akár teljesen meg is állíthatják a lebontási folyamatot.

Gyakori biopolimerek, amelyeket kagylócsuklós csomagolásban használnak: PLA, PBAT, nádcukor bagasse, és kukoricakeményítő

Négy biopolimer dominálja az egyszerhasználatos kagylócsuklós termékek gyártását:

• PLA (Polylaktos Avanyag) : A kukoricakeményítőből származik, a PLA csak ipari komposztáló létesítményekben, 58°C-on bomlik le hatékonyan.
• PBAT (polibutilén-adipát-tereftalát) : Kőolajalapú polimer, amely komposztható; gyakran keverik a PLA-val a hajlékonyság javítása érdekében.
• Sugarcane Bagasse : A cukor kivonásának rostos mellékterméke, kereskedelmi komposztálási körülmények között 30–90 nap alatt bomlik le.
• Kukoricakeményítő keverékek : Hibrid összetételű anyagok, amelyekhez meghatározott hőmérsékleti és páratartalom-szintre van szükség a széttöredezés beindulásához.

Bár ezek az anyagok jól teljesítenek laboratóriumi vizsgálatok során, a valódi világban történő hatékonyságuk a megfelelő elhelyezési infrastruktúrától függ. Például a PLA kagylócsuklós dobozok 12–24 hónapig is fennmaradhatnak a szemétdombokon, mivel a hideg, oxigénhiányos körülmények gátolják a mikrobiológiai lebontódást.

Ipari komposztálás vs. természetes környezetek: Milyen körülmények szükségesek ahhoz, hogy a használat után eldobható dobozok valóban lebomoljanak?

A legjobb ipari komposztáló létesítmények pontosan megfelelő körülményeket biztosítanak a gyors lebontódáshoz. Körülbelül 55–70 °C-os hőmérsékletre, kb. 50–60 százalékos nedvességtartalomra és megfelelő légáramlásra van szükségük. A háztartási komposzthalom vagy a normál talaj azonban általában nem éri el ezeket az értékeket. Egy tavaly publikált kutatás szerint a PLA-ból készült műanyag edények ipari komposztáló rendszerekben körülbelül 87 százalékkal bomlottak le, míg ugyanezek normál kertföldben 18 hónap alatt csupán 12 százalékkal bontódtak le. Ugyanez igaz a cukornád-maradékból készült termékekre is. Ezért nem meglepő, hogy annyi „komposztható” címkéjű termék örökre eltűnik a természetben, ahol nincs speciális berendezés, ami folyamatosan fenntartaná a megfelelő egyensúlyt.

Az eldobható dobozok biológiai lebomlási sebessége talajban, komposztban és hulladéklerakókban

A legtöbb szemétdomb anaerob körülményeket teremt, mivel nem áll rendelkezésre elegendő oxigén vagy a megfelelő mikrobakeverék, amely segítené a természetes lebomlást. Még a komposztálhatóként jelölt anyagok, például a PLA, PBAT vagy a cukornád bagasse alapú termékek is évekig fennmaradhatnak ezekben a környezetekben. Tanulmányok szerint a PLA tíz év alatt kevesebb mint 5 százalékkal bomolhat le. Egy 2022-es jelentés szerint a cukornád bagasse közel 70 százalékát megtartotta eredeti szerkezetének mindössze 18 hónapos tartózkodás után olyan szimulált szemétdomb körülmények között, amelyeket kutatók vizsgáltak. Ha az organikus anyag nem kap elegendő oxigént, akkor metángázzá alakul, ahelyett hogy biztonságos anyagokká bomlana le. A probléma egyértelmű: ami komposztálható minősítést kap, gyakran egyáltalán nem úgy viselkedik, ha egyszer a hétköznapi hulladékeltávolítási rendszerekbe kerül, ahová az emberek többsége valójában eldobják a szemetüket.

Teljesítmény vízi és tengeri ökoszisztémákban

A használj-el-vető kagylózáras dobozok biológiailag lebomlanak vízben? Eredmények édesvízi és tengeri környezetekben

A PLA-ból és PBAT-ből készült kagylózáras dobozok problémája az, hogy vízben szinte egyáltalán nem bomlanak le. Ezek anyagoknak ahhoz, hogy valóban elkezdjenek lebomlani, 60 °C feletti hőmérsékletre van szükségük, de a tavak, folyók és még az óceánok vize is általában jól 20 °C alatt marad. Ez azt jelenti, hogy a lebontási folyamat mintegy háromszor hosszabb időt vesz igénybe, mintha másképp lenne. Néhány, tengeri körülmények között 30 hónapon át futtatott teszt meglepő eredményt mutatott. A PLA kagylózáras dobozok az eltelt idő után is megőrizték eredeti alakjuk kb. 94%-át, ami messze meghaladja azt az értéket, amit a tengeri környezetben biológiailag lebontható tanúsítási előírások megkövetelnek, mivel ezek általában a teljes lebomlást hat hónapon belül írják elő. Ez lényegében azt jelenti, hogy jelenleg ezek az úgynevezett bioműanyagok egyszerűen nem felelnek meg annak, hogy természetes módon lebomoljanak a vízi ökoszisztémákban.

A csuklós kagylók hulladékának környezeti hatása a vízi ökoszisztémákra és a vadállatokra

Részben lebomlott csuklós kagylódarabok körülbelül 80–120-szoros koncentrációban szívják fel a szennyező anyagokat, mint a normál tengeri víz, így veszélyes hordozókká válnak az óceáni élelmi láncokban. A tengeri teknősök gyakran összetévesztik ezeket a mikroméretű műanyag darabokat medúzával vagy planktonnal, és a kutatók az eddig vizsgált tengeri teknősök kb. tízből nyolcnak a gyomrában találták meg őket. A legfrissebb figyelési jelentések szerint a biológiailag lebontható csomagolóanyagok jelenleg kb. az összes mérsékelt égövi tengerpartra kiömlő szemét 18%-át teszik ki, ami valójában 7 százalékponttal magasabb, mint 2020-ban. Amikor a csuklós kagylókból származó mikroműanyagok az óceáni üledékekbe keverednek, megváltoztatják azok kémiai összetételét, és a tudósok által eddig vizsgált korallfajok közel kétharmadánál csökkentik a fiatal korallok túlélési arányát. Ez a fajta kár komolyan aláássa a tengeri ökoszisztémák zavarok utáni regenerálódási képességét.

A való világbeli ártalmatlanítás kihívásai és az életciklus végén történő kezelés

A laboratóriumi állítások és a való világbeli ártalmatlanítás közötti rések: hőmérsékleti, nedvességi és mikrobiális hozzáférés korlátok

A biológyilag lebomló kagylózáras dobozok akkor kapnak tanúsítványt, ha átmennek egyes laborvizsgálatokon, ahol a hőmérséklet körülbelül 60 fok Celsiusra emelkedik 60 százalékos páratartalom mellett. Ám a valós világ eredményei egészen más történetet mesélnek el. Az iparági adatok szerint 2023-ban kevesebb mint 15 százalék bomlott le ténylegesen az időkeretben, amit a gyártók ígértek, amikor ezeket a termékeket a rendes szemétbe dobták. A városi komposztáló létesítmények többsége küzd a stabil hőmérséklet év közbeni fenntartásával. És amikor ezek a termékek mélyen a szemétdomb belsejébe kerülnek, nem kapnak elegendő levegőt vagy mikrobákkal való érintkezést a lebontódáshoz. A valóság meglehetősen sokkoló: a PLA-tartályok akár 18–24 hónapig is megmaradhatnak a szemétdombokban, szemben azzal a 12 héttel, amit a cégek a csomagoláson ígérnek. Egyszerűen hatalmas eltérés van a kontrollált körülmények között tapasztaltak és a tényleges hulladékeltávolítási helyzetek között, ami miatt egyre többen kétségbe vonják, hogy ezek a termékek valóban segítenek-e a környezeten.

Egyhasú csigák újrahasznosítása, komposztálási infrastruktúra és a környezet véletlen szennyezése eldobható dobozokkal

Csak tizenkét százaléknyi amerikai város fogadja el a komposztálható kagylózacskókat a rendszeres házhoz menő gyűjtés keretében, míg kevesebb, mint egy százaléknyi újrahasznosító központ rendelkezik azzal a képességgel, hogy ezeket a többrétegű bioműanyag edényeket feldolgozza. Ennek a hiánynak köszönhetően kb. hatvanhárom százaléknyi anyag, amelyet „biológiailag lebonthatónak” címkéznek, végül lerakókban vagy vízfolyásokban talál helyet. Ezek az anyagok ugyanúgy megmaradnak, mint a hagyományos műanyagok, ha nem áll rendelkezésre elegendő oxigén. Az Ázsia-Csendes-óceáni régió áttekintése hasonló jelenséget mutat. A part menti területeken ezekből a kagylózacskókból mintegy harminc százalékkal több halmozódik fel, mint amit a laboratóriumi tesztek jeleznének. Miért? Főként azért, mert az emberek nem válogatják el megfelelően a hulladékaikat, és nem áll rendelkezésre elegendő komposztálási lehetőség. Az alapvető tanulság mégis világos marad: amíg nem rendezzük előbb az infrastruktúránkat, addig minden jó szándék, amely a biológiailag lebontható csomagolások tervezése mögött áll, alig számít majd, ha azok továbbra is évekig szennyezik környezetünket.