Kako hitro se enkratne lupine razgradijo v naravnem okolju?

Razumevanje biološke razgradljivosti materialov za enkratne lupine

Opredelitev biološke razgradljivosti: ključni pojmi in industrijski standardi za enkratne lupine

Ko govorimo o razgradljivosti, temeljito ocenjujemo, kako dobro se material razgradi na vodo, ogljikov dioksid in organsko snov zahvaljujoč mikroorganizmom, ki opravljajo svoje delo. Vprašanje postane še posebej pomembno za tiste enkratne embalaže tipa lupina, ki jih ljudje po kosilu zavrnejo. Da bi ugotovili, ali ti izdelki resnično ustrezajo zahtevam za razgradljivost, morajo proizvajalci izpolniti standard ISO 14855 za aerobno kompostiranje ali ASTM D6400 za industrijsko kompostabilnost. V skladu s temi smernicami naj bi se materiali razgradili vsaj za 90 odstotkov v pol leta pri idealnih pogojih okoli 50 do 60 stopinj Celzija in vlažnosti zraka med 50 in 60 odstotki. Tukaj pa praksa postane zapletena. Večina izdelkov, označenih kot razgradljivi, ne upošteva, kaj se dogaja izven laboratorijskih pogojev. Dejavniki iz vsakdanjega življenja, kot so nepredvidljivi vremenski vzorci, pomanjkanje primernih mikroorganizmov in nezadostna vlažnost, lahko proces razgradnje resnično upočasnijo ali ga celo popolnoma ustavijo.

Pogosti biopolimeri, uporabljeni v embalaži tipa lupina: PLA, PBAT, bagasa iz sladkorne trske in drobilo

Štirje biopolimeri prevladujejo pri proizvodnji enkratne embalaže tipa lupina:

• PLA (polilaktična kislina) : Izvira iz krompirja, PLA se razgradi učinkovito le pri 58 °C v industrijskih kompostnih objektih.
• PBAT (polibutilen adipat tereftalat) : Naftni polimer, ki je kompostabilen; pogosto mešan s PLA za izboljšanje elastičnosti.
• Bagasa sekere : Vlaknast stranski produkt ekstrakcije sladkorja, razpade v 30–90 dneh pod pogoji komercialnega kompostiranja.
• Mešanice krompirja : Hibridne formulacije, ki za začetek fragmentacije potrebujejo določene temperature in vlažnost.

Čeprav ti materiali dobro opravijo v laboratorijskih testih, njihova učinkovitost v resničnem svetu odvisna od ustrezne infrastrukture za odstranjevanje. Na primer, PLA embalaža lahko v smeteh obstaja 12–24 mesecev zaradi hladnih, kisikovo revnih razmerij, ki zavirajo mikrobno razgradnjo.

Industrijsko kompostiranje nasproti naravnim okoljem: Kakšni so dejanski pogoji, potrebni za razgradnjo enkratnih lupin?

Najboljša mesta za industrijsko kompostiranje ohranjajo idealne pogoje za hitro razgradnjo. Potrebujejo približno 55 do 70 stopinj Celzija, vlago okoli 50 do 60 odstotkov ter dobro prezračevanje. Dvoriščni kompostni kupi ali navadna zemlja običajno teh vrednosti ne dosežejo. Po podatkih raziskave, objavljene lani, so se plastične posode iz PLA v sistemih industrijskega kompostiranja razgradile za približno 87 odstotkov, medtem ko so v navadni vrtne zemlji v 18 mesecih doželele le 12-odstotno razgradnjo. Enako velja za izdelke iz odpadkov sladkorne trske. Zato ni čudno, da mnogi izdelki, označeni kot »kompostabilni«, končajo tako, da večno ležijo na prostem v naravi, kjer ni napredne opreme, ki bi ohranjala ravnovesje.

Hitrosti biološke razgradnje lupin v zemlji, kompostu in na smeteh

Večina odlagališč ustvarja anaerobne pogoje, ker nimajo dovolj kisika ali prave mešanice mikroorganizmov, ki pomagajo razgradnji snovi na naraven način. Tudi predmeti, označeni kot kompostabilni, kot so tisti iz PLA, PBAT ali sladkorne pogače, lahko v takšnih okoljih obstajajo leta. Študije kažejo, da se PLA morda razgradi za manj kot 5 odstotkov v desetih letih. Nedavna poročilo iz leta 2022 je ugotovilo, da je sladkorna pogača ohranila približno 70 odstotkov svoje prvotne strukture še vedno po le 18 mesecih v simuliranih pogojih odlagališča. Ko organski material ne dobi kisika, se pretvori v metan namesto da bi se razgradil v breznevarne snovi. Težava je očitna: kar se certificira kot kompostabilno, pogosto sploh ne deluje tako, ko konča v običajnih sistemih odstranjevanja odpadkov, kamor večina ljudi dejansko odvrže svoje odpadke.

Delovanje v vodnih in morskih ekosistemih

Ali se školjke za enkratno uporabo biološko razgradijo v vodi? Izid v sladkovodnem in morskem okolju

Težava z lupinami iz PLA in PBAT je, da se v vodnem okolju ne razgradijo. Da bi se ti materiali res začeli razgraditi, potrebujejo temperature nad 60 stopinj Celzija, vendar večina jezer, rek in celo oceanov ostane v povprečju pod 20 stopinjami. To pomeni, da se proces razgradnje upočasni približno trikrat dlje, kot bi bil sicer. Nekateri testi, opravljeni v 30 mesecih v morskih pogojih, so pokazali nekaj precej šokantnega. PLA lupine so obdržale okoli 94% svoje prvotne oblike po vsem tem času, kar je daleč nad standardom za certificiranje morske biodegradabilnosti, ki običajno zahteva popolno razgradnjo v šestih mesecih. To nam torej pravzaprav pove, da te tako imenovane bioplastike trenutno ne uspevajo pri naravnem razgradnji v naših vodnih sistemih.

Vpliv odpadkov iz školjk na okolje na vodne ekosisteme in prostoživečino

Delno razbitje kosov školjk absorbira onesnaževalce v 80 do 120-kratni koncentraciji, kot jo najdemo v običajni morski vodi, zaradi česar so nevarni nosilci v prehranskih verigih v oceanih. Morske želve pogosto zamenjajo te majhne plastične koščke za meduze ali plankton, raziskovalci pa so jih odkrili v želodcih približno 8 od 10 morskih želv, ki so jih pregledali. Zadnja poročila o spremljanju kažejo, da biorazgradljive embalaže zdaj predstavljajo približno 18% vsega smeti, ki se odplava na zmernih obalnih območjih, kar je dejansko 7 točk več kot leta 2020. Ko se mikroplastike iz školjk pomešajo z oceanskimi sedimenti, spremenijo kemično sestavo in zmanjšajo stopnjo preživetja koralcev pri skoraj dveh tretjinah vrst grebenov, ki so jih znanstveniki do sedaj preučili. Takšna škoda resno ogroža sposobnost morskih ekosistemov, da se okrevajo od motenj.

Izzivi v realnem svetu pri odstranjevanju in upravljanje konca življenjskega cikla

Razlike med laboratorijskimi zahtevki in realnim odstranjevanjem: omejitve temperature, vlage in dostopa mikrobov

Biološko razgradljive embalaže so certificirane po opravljenih testih v laboratorijih, kjer temperature dosežejo okoli 60 stopinj Celzija pri 60-odstotni vlažnosti. Vendar resnični rezultati pokažejo povsem drugo zgodbo. Podatki iz leta 2023 kažejo, da manj kot 15 odstotkov teh embalaž dejansko razpade v obljubljenih časovnih okvirih, ko jih vržemo v navadno smetnjak. Večina mestnih objektov za kompostiranje ima težave pri ohranjanju stalne temperature skozi celo leto. Ko pa te izdelke zakopljemo globoko v odlagališča, ne dobijo dovolj zraka ali stika s mikroorganizmi, ki so potrebni za razgradnjo. Dejansko stanje je precej šokantno: posode iz PLA se v odlagališčih lahko ohranjajo 18 do 24 mesecev namesto 12 tednov, ki jih podjetja trdijo na embalaži. Obstaja ogromna razlika med tem, kar se dogaja v nadzorovanih okoljih, in dejanskimi razmerami odstranjevanja, kar postavlja vprašanja, ali ti izdelki res pomagajo okolju.

Recikliranje, infrastruktura za kompostiranje in nenamerna okoljska sprostitev enkratnih lupin

Le dvanajst odstotkov ameriških mest dejansko sprejema kompostabilne embalaže skozi redne programe zbiranja na robu ceste, medtem ko manj kot en odstotek centrov za recikliranje razpolaga s sposobnostjo obdelave takšnih večslojnih bioplastičnih posod. Zaradi tega primanjkljaja v naših sistemih se okoli šestinšestdeset odstotkov tistega, kar je označeno kot »biološko razgradljivo«, konča v smeteh ali plava po vodnih poteh. Te materiale ostanejo toliko časa na površju kot navadna plastika, kadar nimajo dovolj kisika. Če pogledamo prek regije Azije in Pacifika, ugotovimo, da se tam dogaja nekaj podobnega. Ob obalah se nabirajo celotne kupine teh embalažnih posod približno trideset odstotkov pogosteje, kot bi nakazovali laboratorijski testi. Zakaj? Predvsem zato, ker ljudje ne ločijo odpadkov pravilno in ker ni dovolj mest, kjer je kompostiranje dostopno. Končni zaključek ostaja precej jasen: če najprej ne uredimo svoje infrastrukture, bodo vse dobre namere pri oblikovanju biološko razgradljive embalage imele malo pomena, če bo ta kljub temu naprej onesnaževala naše okolje še leta naprej.