Zijn biologisch afbreekbare producten de oplossing voor het afvalprobleem in steden?
Afbeelding van Scott Van Hoy beschikbaar op Unsplash
Biologisch afbreekbare verpakkingen zijn geïdentificeerd als een oplossing voor de milieueffecten die worden veroorzaakt door de productie van afval. Er zijn al veel oplossingen om de hoeveelheid afval die in grote steden wordt gegenereerd te verminderen, zoals recycling, compostering, verbranding, hergebruik van verpakkingen (onder meer hervullen, retourneerbaar) en het gebruik van de controversiële biologisch afbreekbare producten - een term die veel wordt gebruikt in verschillende artikelen, omdat het een “ecologisch correcte” waarde toevoegt en meer consumenten aantrekt.
- Wat is composteren en hoe doe je dat?
Biologische afbraak wordt gedefinieerd als het proces van chemische transformatie dat wordt bevorderd door de werking van micro-organismen onder de juiste omstandigheden van temperatuur, vochtigheid, licht, zuurstof en voedingsstoffen. Biologische afbraak kan aëroob of anaëroob zijn. Hierbij wordt het oorspronkelijke materiaal veranderd en in het algemeen omgezet in kleinere moleculen - in sommige gevallen in water, CO2 en biomassa. Een zeer belangrijke parameter die bepaalt of een materiaal al dan niet biologisch afbreekbaar is, is de tijd die nodig is om te worden afgebroken door de werking van micro-organismen. Gewoonlijk wordt een materiaal als biologisch afbreekbaar beschouwd wanneer het binnen een tijdsbestek van weken of maanden uiteenvalt. Om de afbraak van een biologisch afbreekbaar materiaal effectief te laten zijn, moet het materiaal, samen met organisch afval, naar een composteereenheid worden gebracht, omdat in deze omgevinghet materiaal vindt optimale omstandigheden om te ontbinden.
- Wat is biologische afbraak?
Een materiaal kan zelfs worden afgebroken door microbiële werking, maar de tijd hiervoor is erg lang, dus dit materiaal wordt niet geclassificeerd als biologisch afbreekbaar. Bijvoorbeeld: sommige soorten kunststoffen (PVC, polyethyleen en polypropyleen), die kunnen worden afgebroken door microbiële werking, maar het duurt tien tot twintig jaar om te verdwijnen - afhankelijk van de dikte kan deze tijd zelfs nog langer zijn - daarom zijn ze niet geclassificeerd als biologisch afbreekbaar.
Om als biologisch afbreekbaar te worden beschouwd, moet een materiaal of product voldoen aan een aantal internationale normen, zoals de Amerikaanse ASTM 6400, 6868, 6866, de Europese EN 13432 of de Braziliaanse ABNT NBr 15448 voor biologische afbraak en compostering, en de eigenschappen ervan bewijzen door middel van tests gecertificeerde laboratoria. Vervolgens worden de fasen van biologisch afbreekbare (composteerbare) certificering voor een kunststof en de respectievelijke normen gepresenteerd:- Chemische karakterisering van het materiaal: deze stap omvat analyse van zware metalen en vluchtige vaste stoffen in de materiaalsamenstelling.
- Biologische afbraak: wordt gemeten aan de hand van de relatie tussen de hoeveelheid CO2 die wordt uitgestoten door het composteerbare plastic en de hoeveelheid die wordt uitgestoten door een standaardmonster, tijdens de biologische afbraak, na een bepaalde tijd (ASTM D5338).
- Desintegratie: het materiaal moet fysiek uiteenvallen (meer dan 90%) in stukken kleiner dan 2 mm in 90 dagen (ISO 16929 en ISO 20200).
- Ecotoxiciteit: er is geverifieerd dat tijdens het proces geen giftig materiaal kan worden gegenereerd dat de ontwikkeling van planten zou belemmeren.
Een materiaal dat is vervangen door een biologisch afbreekbare variant is plastic afgeleid van petroleum. De belangrijkste rechtvaardiging hiervoor is de hoge weerstand die dit materiaal biedt tegen de degradatie, namelijk dat sommige soorten plastic meer dan 100 jaar nodig hebben om te worden afgebroken. De ophoping van materiaal op vuilstortplaatsen en in natuurlijke omgevingen neemt dus toe. Biologisch afbreekbare kunststoffen worden op een eenvoudige manier ingedeeld in natuurlijk of synthetisch.
Synthetische biologisch afbreekbare kunststoffen
In deze groep bevinden zich enkele soorten synthetische polymeren die op natuurlijke wijze worden afgebroken, of door toevoeging van stoffen die hun afbraak kunnen versnellen. Van deze kunststoffen vallen oxy-biologisch afbreekbaar en poly (ε-caprolacton) (PCL) op. Oxy-biologisch afbreekbare kunststoffen zijn synthetische kunststoffen waarin pro-oxiderende chemische toevoegingen in hun samenstelling zijn opgenomen, die het oxidatieve afbraakproces kunnen initiëren of versnellen, waardoor producten worden gegenereerd die biologisch afbreekbaar zijn. PCL is een biologisch afbreekbare en biocompatibele thermoplastische polyester voor medische toepassingen.
- Oxy-biologisch afbreekbaar plastic: milieuprobleem of oplossing?
Natuurlijke biologisch afbreekbare kunststoffen
Natuurlijke biologisch afbreekbare polymeren, ook wel biopolymeren genoemd, zijn allemaal gemaakt van natuurlijke en hernieuwbare bronnen. Ze omvatten de polysacchariden die worden geproduceerd door planten (onder andere maïszetmeel, cassave), polyesters geproduceerd door micro-organismen (voornamelijk door verschillende soorten bacteriën), natuurlijke rubbers, onder andere.
Wasmiddelen
Kunststoffen zijn echter niet de eerste producten die vanwege hun impact op het milieu veranderingen of vervanging ondergaan. Detergentia, tot 1965, gebruikten vertakte gealkyleerde grondstof (oppervlakteactieve stof - de oppervlakteactieve stof is per definitie een synthetische stof die wordt gebruikt bij de vervaardiging van schoonmaakproducten en cosmetica en die ervoor zorgt dat stoffen worden samengevoegd die in hun natuurlijke staat niet zouden zijn gemengd, zoals het geval is bij water en olie), waarvan de geringe biologische afbraak een fenomeen van schuimproductie in waterlopen en zuiveringsinstallaties veroorzaakte. Dus werden vertakte alkylaten vervangen door lineaire alkylaten, geclassificeerd als biologisch afbreekbaar - en vervolgens werden wetten opgesteld die het gebruik van vertakte alkylaten verbood. In Brazilië verbood het ministerie van Volksgezondheid vanaf januari 1981 (art.68 van decreet nr. 79.094, ingetrokken door decreet nr. 8.077, van 2013), de productie, verkoop of invoer van ontsmettingsmiddelen van welke aard dan ook (detergentia) die niet-biologisch afbreekbare anionogene oppervlakteactieve stoffen bevatten.
De biologische afbraak van lineaire oppervlakteactieve stoffen kan worden onderverdeeld in primair en totaal (of mineralisatie).
Primaire biologische afbraak
Primaire biologische afbraak is die welke optreedt wanneer het molecuul is geoxideerd of veranderd door de werking van een bacterie, zodat het zijn oppervlakteactieve eigenschappen heeft verloren of dat het niet langer reageert op specifieke analytische procedures voor het detecteren van de oorspronkelijke oppervlakteactieve stof. Dit proces verloopt in de meeste gevallen snel, verschillende gespecialiseerde bacteriën kunnen oppervlakteactieve stoffen metaboliseren. Aanvankelijk werd primaire biologische afbraak als voldoende aanvaard, maar organisch afval wordt als milieuvreemd beschouwd.
Totale biologische afbraak of mineralisatie
Totale biologische afbraak of mineralisatie wordt gedefinieerd als de volledige omzetting van het molecuul van de oppervlakteactieve stof in CO2, H2O, anorganische zouten en producten die verband houden met het normale bacteriële metabolische proces.
Biologische afbraak is redding?
Met de toenemende vraag naar biologisch afbreekbare producten verschijnen er nieuwe productalternatieven op de markt. Het aantal onderzoeken voor de ontwikkeling van conventionele producten groeit, zoals onder meer luiers, bekers, pennen, keukengerei, kleding, in hun biologisch afbreekbare versies.
- Herbia Baby, de eerste nationale biologisch afbreekbare luier, heeft een kleinere ecologische voetafdruk en is gezonder voor de baby
Ondanks de voordelen van biologisch afbreekbare verpakkingen, zijn sommige onderzoekers van mening dat dit niet het beste alternatief is voor sommige soorten afval. Volgens professor José Carlos Pinto van de Federale Universiteit van Rio de Janeiro (UFRJ) vergissen ecologen zich wanneer ze plastic materiaal als afval behandelen. Voor de onderzoeker moet het afval als grondstof worden behandeld. Al het plastic materiaal is potentieel recyclebaar en herbruikbaar. Volgens José Carlos moeten de staatssecretariaten van Milieu daarom strijden voor de popularisering van milieueducatie en voor de uitvoering van overheidsbeleid voor selectieve inzameling en recycling van afval; daarnaast moet de federale overheid beleid voeren dat grote kunststofproducenten dwingt om te investeren in recycling en hergebruik van hun producten.
Het is belangrijk om te beseffen dat als het plastic materiaal degradeert, zoals biologisch voedsel en afval, het materiaal dat het gevolg is van de afbraak (bijvoorbeeld methaan en kooldioxide) in de atmosfeer en in watervoerende lagen terechtkomt, wat in hoge mate bijdraagt aan de opwarming van de aarde. en met de achteruitgang van de water- en bodemkwaliteit.
De biologische afbraakkarakteristiek van een materiaal kan zeer gunstig zijn voor het milieu, maar dit is niet de enige oplossing om afvalproductie te verminderen. Het is noodzakelijk om alle effecten te bestuderen die de degradatie van een bepaald materiaal kan hebben voor het milieu, en daarnaast te overwegen wat de meest effectieve bestemming is voor een bepaald product.
