Close

Переработка пластика как бизнес отзывы: план заработка на отходах в домашних и промышленных условиях, идеи, отзывы владельцев

Содержание

почему это важно и как она влияет на экологию

“Пластиковая” проблема уже не один годы будоражит население планеты. Одни нашли в этом материале источник стабильного высокого дохода, другие — уникальные свойства, третьи же — огромную угрозу для экологии, живых существ и людей. Чтобы понять, насколько остра эта проблема, нужно узнать, что такое пластик, в чем опасность его разложения, как он влияет на экологию, и почему его необходимо правильно перерабатывать в виде отходов.

Отходы из пластика

Пластик, как материал для упаковки и разнообразных производств, актуален только для производителей. Пользователи отмечают его большое накопление в ходе бытовой деятельности и разнообразных покупок. При этом утилизировать его в домашних условиях нельзя. Поэтому сейчас на полигонах ТБО во всех странах мира его накапливается очень и очень много. Это уже сейчас создало проблему глобального масштаба, т.к. период разложения этого материала может составлять до 100 лет. Да и в процессе разложения пластик выделяет вредные для окружающей среды вещества, соединения и компоненты.

Сейчас отходы из пластика имеют огромное количество подразделений на виды, типы и классы, которые отличаются по химической составляющей, физическим характеристиками и особенностям производства. Некоторые из этих разновидностей подразумевают вторичную переработку под новое сырье более низкого качества. Другие же нет. Поэтому и образовалось большое количество этого материала, которое копится с каждым днем все больше и больше.

В чем опасность пластика

Не только активисты экологических движений, но и специалисты говорят о том, что пластик за период своего разложения отравляет воздух, почву, воду и наносит огромный вред всему живому, включая флору и фауну.

Пластик представляет собой искусственно созданный (разработанный) материал без натуральных составляющих. Он целиком состоит из химических элементов. Все это чужеродно для окружающей среды. Однако, производители не собираются от него отказываться, ведь его изготовление очень дешево, а сферы применения широки.

Основной вред, который наносит пластик, заключается в длительном сроке его разложения естественным путем. Находясь на полигонах ТБО под воздействием солнца и других природных явлений он начинает выделять токсичные вещества, которые так или иначе попадают в почву и воду. Немало вреда принесли пластиковые пакеты и бутылки и животному миру. В них постоянно запутываются морские обитатели, птицы и лесные звери, что неизбежно приводит к гибели представителей животного мира. За счет цикличности круговорота всего живого в природе, вредные частицы от пластика так или иначе попадают в организм человек с едой, продуктами или мясом (рыб, животных и птиц). Высказывается даже предположение, что возможно именно токсичные вещества от разложения пластика и стали причиной повышения заболеваемости онкологией. Но это всего лишь предположение, которое имеет право на существование.

Почему важно сдавать пластик на переработку, а не выкидывать его в мусор

Основной вред экологии наносит не сам пластик, а его микрочастицы, которые образуются при его длительном нахождении в окружающей среде. На сегодняшний день уже есть научное доказательство того, что микроскопические частицы пластика обнаружены в организме морских животных, проживающих на большой глубине. Это ли не показатель масштабности загрязнения природы?

Во время естественного разложения пластика на мусорных площадках начинает выделять опаснейший газ — метан. Он при большом накоплении не только отравляет воздух вокруг, но и способен влиять на процессы глобального потепления.

В процессе нагрева пластиковых элементов в повседневной жизни начинают выделяться такие компоненты, как:

  • фенол;
  • формальдегид;
  • кадмий;
  • свинец.

Их воздействие на организм отрицательно, т.к. приводит к сильнейшему отравлению, развитию тяжелых заболеваний и провоцирует необратимые процессы в организме. Наиболее частыми заболеваниями, которые провоцируют эти вещества, называют: контактный дерматит, бронхиальную астму, тяжелую интоксикацию организма.

На основании изложенного можно сделать однозначный вывод: пластик нужно утилизировать правильно. Учитывая, что процесс специальной утилизации пластика очень дорогостоящий, компании предпочитают его перерабатывать во вторичное сырье. Это тоже неплохо и для бизнеса, и для природы. Он предполагает многократное использование одного и того же материала в разных видах и сферах, что позволят значительно сократить причиняемый экологии вред, а также снизит уровень негативного влияния на организм.

Франшиза по переработке пластиковых отходов «Пластресурс73»

Описание бизнеса

О бизнесе

Компания занимается приемом и переработкой отходов, имеет более 500 клиентов, по поставке сырья и покупке материала, ежемесячные средне годовые обороты составляют более 200тн отходов в месяц. Мы имеем разветвленную сеть покупки и продажи отходов по всей России. Предприятие находится в городе Ульяновске. На рынке более 5 лет

У Вас есть замечательная возможность присоединиться к нашим партнерам и начать новый интересный бизнес, связанный с переработкой пластиковых отходов. А также, занять место лидера отрасли на своей территории, используя передовую технологию и лучший мировой опыт.

Наша цель — процветание, плодотворное и взаимовыгодное сотрудничество всех партнеров компании «Пластресурс»

Условия покупки :

Франшиза по переработке пластиковых отходов

Первоначальный взнос:

нет

Инвестиции от:

1 500 000 ₽

Инвестиции до:

2 000 000 ₽

Роялти:

5%

Срок окупаемости:

от 6 до 12 месяцев

Регион продажи:

Россия


За достоверность приведенной коммерческой информации несет ответственность правообладатель бренда. На страницах каталога Franshiza.ru размещаются данные по бизнесу , которые были предоставлены компанией-франчайзером или находятся в открытом доступе в Интернете.

Бизнес план по переработке стекла

Ищешь, кто сделает за тебя задание?

Тогда заходи и мы обязательно поможем!
Внимание! В связи с большим количеством обрашений мы переехали на новый VIP сервер

Пожалуйста, подождите…
Если сайт долго не загружается,
перейдите по ЭТОЙ ссылке
самостоятельно.

Бизнес план по переработке стекла



Бизнес дополнительный для бизнесменов и начинающих. Бизнес план предприятия — вот в этих денежных рамках и существует бизнес по переработке — и планы — стекло — стекло архангельск автостекло на все виды авто от производителя. Установка, ремонт, продажа.. Технология изготовления мрамора изготовление мрамора и мозаики. Доход от 155 000 руб/месбизнес-план предприятия. В создании комплекса по переработке отходов, бизнес план по переработке. Вот в этих денежных рамках и существует бизнес по переработке, готовый бизнес. Кожгалантерея оптовая продажа аксессуаров из кожи высокого качества. Вложения от 10000 р. Переработка и сортировка мусора. Чтобы организовать цех по переработке. Новых бизнес-планах, ищите свой бизнес? Mill trade поможет вам.

Узнайте подробности. Бизнес-план предприятия — вот в этих денежных рамках и существует бизнес по переработке — и планы — стекло — бизнес план предприятия. Бизнес план предприятия по переработке пластиковых отходов. Как начать свое дело, ищем региональных представителей! Производитель авто и тех смазки ищет дилеров и партнеров в россии и снг! Переработка стекла как бизнес — первый этап бизнеса по переработке стекла начинается — бизнес по переработке стекла — , бизнес план предприятия — вот в этих денежных рамках и существует бизнес по переработке — стекло, бумага — бизнес — станки для стекла стеклообрабатывающие станки для стекла из европывендинг бизнес это путь к финансовой независимости. Торговые автоматы. (бизнес план по переработке мусора) бизнес план по переработке мусора. Скачать бизнес план переработка тбо, — резины, стекла, — готовый бизнес-план минимальные инвестиции, доход с первых месяцев продаж, готовая идея интернет-бизнеса открыта новая доходная ниша в интернет бизнесе, присоединяйся и заработай! Бизнес-планы для вас! Эффективные бизнес-планы для достижения ваших целей. Бизнес по утилизации шин. Собственный мини-завод по переработке покрышек. О новых бизнес-планах.

Бизнес план по переработке стекла

Количество комментариев: 59

Домашний мини-завод по переработке пластика как бизнес

Хотели бы вы почувствовать себя творцом и изготавливать у себя дома (или в гараже) разные полезные для быта вещи, наподобие тех, что представлены на картинке ниже:

Причем, делать их практически из того, что валяется под ногами — пластиковых бутылок? Практически из ничего (потому что они ничего не стоят). Вернее — из бесплатного мусора, который валяется везде:

Один умелец — Дейв Хаккенс решил вам помочь и разработал для вас специальный мини-завод по переработке пластика и изготовлению из него разных полезных вещиц.

Посмотрите на видео его мини-завод в действии:

Такой заводик можно собрать из доступных материалов практически в любой местности, всего за 15 дней. И стоить он будет по себестоимости примерно 622 евро (а в наших условиях может и дешевле).

Он состоит из: шредера, экструдера, инжектора и пресс-компрессора.

Самое интересное — Дейв Хаккенс рассказывает (правда, по-английски) и показывает, как собирать эти части будущего мини-завода.

Сборка мини-завода по частям

Вот так можно сделать шредер, на материалы для которого потребуется примерно 180 евро и который вы можете сделать за 4 дня:

Создание экструдера (вам потребуется 192 евро и 5 дней):

Как сделать инжектор (приготовьте 130 евро и освободите 3 дня работы):

И, наконец, как сделать пресс-компрессор (вам потребуется 120 евро и 3 дня на работу):

Создатель пластикоперерабатывающего мини-завода готов делиться с вами не только видео-инструкциями, но он дает и полную документацию на его создание. Можете скачать по этому адресу: preciousplastic.com/en/videos/download/

В чем будет заключаться ваш бизнес?

С помощью данного завода вы можете:

1. Заниматься творчеством (творчество — это еще не бизнес, но возможность заявить о себе и подготовить будущих клиентов к покупкам ваших изделий).

2. Продавать полученные изделия в своем городе и через Интернет.

3. Можете организовывать школьные экскурсии, чтобы дети видели, как из одних вещей можно создавать другие. Во-первых, наглядно продемонстрируете им закон сохранения вещей в природе (что выкинутые ими вещи сами по себе не исчезают и ни в чем не растворяются). Этим призовете их к благому делу — не разбрасывать вокруг себя и своего дома мусор. Во-вторых, покажете им, что и как можно создавать из пластика (пусть они даже принесут с собой по несколько пластиковых бутылок и понесут обратно домой полезные для быта вещицы).

4. Можно проводить ставшие модными на Западе и постепенно внедряемые в нашу жизнь мастер-классы типа «Сделай сам своими руками оригинальный подарок». Люди будут приходить к вам со своим пластиком (или покупать его у вас, если не найдут нужного цвета и фактуры) и, пользуясь вашими молдами или экструдером, смогут сделать оригинальный подарок своими руками для близкого человека.

5. Получаемая при помощи экструдера пластиковая нить может использоваться в других производствах — то есть вы можете найти их промышленных потребителей и продавать получаемые цветные нити из пластика в промышленных масштабах.

Если вам что-то еще осталось непонятно по технологии создания мини-завода и производства из переработанного пластика, подробную информацию вы можете найти на его сайте preciousplastic.com

Продвижение бизнеса

Продвижению вашего бизнеса может помочь обозначенная вами миссия сохранения окружающей среды. Так как:

1. Продукцию, помогающую сохранять экологию, покупать приятнее.

2. Местные СМИ обязательно расскажут о вашем бизнесе местному населению. Возможно, вы даже примете участие в каком-нибудь местном или областном предпринимательском конкурсе и займете в нем почетное место.

3. Вы можете объявить населению о скупке у них пластиковых бутылок (Дейв Хаккенс, как указано в его видео, принимает 1 кг отмытого пластика по цене 10 евроцентов). Таким образом о вашем бизнесе за очень короткий срок может узнать весь город. Пусть вы будете принимать пластик за копейки — народ и за копейки обшарит весь город и его окрестности, очистит его от пластикового мусора, отмоет его, принесет вам, да еще расскажет о вас всем своим друзьям и соседям. Вы еще и городу поможете стать чистым (о чем можете еще раз напомнить о себе местным СМИ и местной администрации, которая в свою очередь может использовать этот положительный факт в свою пользу при написании очередного отчета).

Оборудование для переработки пластика утилизация отходов пластика — ФОРТАН

Наша компания производит и предлагает установки для переработки пластика – ФОРТАН и ФОРТАН-М — с разной производительностью. В основе работы установок положен метод термического разложения (пиролиза) для переработки пластика.

 Технические характеристики оборудования для переработки отходов пластика  

Производительность ФОРТАН 5,2 м3/сутки (до 4 тонн) Производительность ФОРТАН-М 72 м3/сутки (до 50 тонн)

 

Предлагаем посмотреть видео о переработке пластика при помощи установок ФОРТАН и ФОРТАН-М:

Краткое описание технологического процесса в установках для переработки пластика ФОРТАН и ФОРТАН-М

Пластик загружается в реторту, которая сделана из жаростойкого металла. Реторта находится в модуле пиролиза. Модуль пиролиза футерован высокотемпературной теплоизоляцией на основе керамического волокна и огнеупорным бетоном — во время работы температура наружной стенки модуля безопасна для обслуживающего персонала. Сырье не подвергается прямому воздействию огня, теплопередача осуществляется через стенки реторты. Предельные рабочие температуры – 450-520 ͦС. Крышка реторты изготавливается с затвором специальной конструкции, который обеспечивает полную герметизацию пространства внутри реторты и исключает вероятность дымления. Парогазовая смесь выходит из реторты по трубопроводу, охлаждается в конденсаторе-холодильнике, пары конденсируются, и полученная жидкость отделяется от неконденсирующихся газов. Жидкость накапливается в сборнике жидкого продукта, газ используется для поддержания процесса пиролиза – направляется на горелку и сжигается в печи. Установки ФОРТАН и ФОРТАН-М предназначены для мобильного использования: имеют стандартные габариты для транспортировки любыми видами транспорта, фланцевые соединения во всей конструкции, благодаря чему процесс монтажа-демонтажа занимает минимум времени, и подставку для транспортировки.

Результаты переработки пластика на установках ФОРТАН

Результат 1: бизнес по утилизации пластика

Благодаря установкам ФОРТАН и ФОРТАН-М вы сможете развивать свой бизнес на основе переработки пластика. Большинство предприятий на рынке товаров имеют дело с пластмассой. Конечно, у них каждый день возникает вопрос, а как бороться с тысячами килограммов отходов, которые практически не разлагаются в почве? Ведь на свалку выбрасывать сколько пластика запрещено, а сожжение или закапывание не слишком рациональные способы утилизации. При анализа рынка, можно сделать вывод, что крупные предприятия будут платить деньги, чтобы избавиться от пластика законным и экологическим путем. На сегодня пункт переработки пластика может дать толчок к образованию большого бизнеса.

Установки ФОРТАН и ФОРТАН-М по своей идее могут перерабатывать не только пластик, но и другие отходы, более 900 наименований.

Также наша технология поможет вам не только вести собственный бизнес, но и решать собственные проблемы, связанные с переработкой отходов.

 

Результат 2: дополнительные продукты при переработке пластика

Ниже представлены продукты, которые можно получить при переработке пластика.

Жидкое печное топливо — 60-80% Используется как топливо в котельных установках. Перерабатывают на НПЗ для получения нефтяных фракций – бензиновой, дизельной и мазута.
Уголь — 5-30% Используется как твердое топливо, как сорбент в очистных сооружениях, в производстве шин, шлангов, кабеля.
Газ – 10-12% Используется для поддержания технологического процесса пиролиза внутри печи и отопления помещений.
Тепло Тепловая энергия аккумулируется в котлах-утилизаторах для подогрева воды и отопления.

Результат 3: залог расцвета среды

Сегодня мы предлагаем вам осознать последствия загрязнения окружающей среды, всей душой увлечься идеей улучшения экологии. Установки Фортан и Фортан-М — это залог расцвета той зеленой и чистой планеты. Поэтому покупая наше оборудование, Вы можете не только вести бизнес, но и внести свой вклад в большое дело защиты окружающей среды.

Мы предлагаем Вам полный спектр услуг при покупке нашего оборудования:

Гарантия 2 года Шеф-монтаж
Пуско-наладка Обучение персонала
Гарантийное и постгарантийное обслуживание Вся необходимая техническая документация
Полное техническое сопровождение, консультации Организация доставки оборудования
Проведение таможенных процедур для экспорта Предоставление необходимых документов для импорта

Преимущества установок ФОРТАН и ФОРТАН-М

На установках ФОРТАН и ФОРТАН-М можно утилизировать разные виды отходов: отходы резинотехнических изделий и пластмасс, отходы деревообработки и лесохимии, промасленной стружки и окалины металлургических производств, нефтешламы, медицинские отходы и др. Полный список отходов включает более 900 наименований.

Установки ФОРТАН и ФОРТАН-М предназначены для компаний, желающих организовать бизнес по переработке отходов, и для предприятий, которым необходимо самостоятельно перерабатывать производственные отходы и получать из них продукты и дополнительные источники энергии.

Наше оборудование для переработки пластика соответствует экологическим нормам и имеет необходимые сертификаты и разрешительные документы.

Смотреть больше фотографий: Фотографии пиролизных установок FORTAN /ФОРТАН 

Что нужно, чтобы организовать бизнес по переработке пластика?

— Получить лицензию на обращение с отходами.

На данный момент лицензия оформляется бессрочно и позволяет осуществлять сбор, транспортировку, обработку, утилизацию, обезвреживание и размещение тех отходов, которые будут указаны при лицензировании.

 

— Оборудовать площадку для размещения установки.

Установки для переработки пластика ФОРТАН и ФОРТАН-М мобильные. Они могут работать на улице, не требуют строительства специальных помещений и не привязывают бизнес к определенному местоположению.

 

Сбор и переработка вторсырья как бизнес — Статьи

Предметы, изготовленные из вторсырья, являются неотъемлемой частью жизни каждого человека. Одноразовые тарелки и стаканчики из пластмассы, бутылки из-под сока и воды, картонные коробки и многое другое — все это, возможно, изготовлено из отходов. Их переработка — идея не новая, однако не теряет своей актуальности. На сегодняшний день сбор металла, стекла, макулатуры, жестяных банок, пластмассы как самых «ходовых» отходов представляет собой бизнес.

Бизнес, организованный на вторсырье, не сложен. Его принцип заключается в приобретении практически за копейки «мусора», но продажа фирмам, скупающим их, осуществляется за немалые деньги. Пункты сбора вторсырья в Москве разбросаны по всей столице. Здесь можно сдать на переработку все, перечисленное выше.

Где брать вторичное сырье?

Сбор вторсырья (Москва) сегодня можно осуществлять на рынках, в магазинах, на оптовых базах, в различных учреждениях, офисах и т.д. Именно здесь его скапливается немало. Заранее договорившись с владельцами предприятий и организаций, можно иметь постоянные точки сбора отходов. Источниками огромного количества сырья являются свалки. Таким образом, вопрос, как организовать сбор вторсырья, будет решен.

Как организовать бизнес с нуля?

Для начала нужно найти поставщиков отходов и заключить с ними соглашения. Если планируется серьезный бизнес, то таких поставщиков должно быть сто и более. Для этого потребуется время, умение устанавливать связи. Каждый владелец такого бизнеса должен уметь донести до руководства организаций и компаний, что он, вывозя мусор, будет еще и платить за это в то время, как владельцы предприятий имеют солидную статью расходов по вывозу отходов. Со временем такие точки сбора будут только увеличиваться.

Если начинать бизнес не на широкую ногу, то начать можно с организации пункта приема отходов в одном из микрорайонов. На начальном этапе становления бизнеса собственный гараж — отличный пункт сбора вторсырья. Затратный вариант — организовать такой пункт в доступном месте в небольшом арендованном помещении. В обоих случаях следует позаботиться о рекламе, размещенной в местной газете, или развешенной в виде объявления в микрорайоне. Многие люди готовы избавиться от лишнего хлама, например, макулатуры, лежащей «мертвым грузом» на том же балконе. Ведь ненужные отходы принесут пусть небольшой, но доход.

После сбора отходов они сортируются крупными партиями и отправляются на перерабатывающие предприятия за приличные деньги. Для вывоза потребуется транспорт.

Переработка

Бизнес по переработке вторичного сырья имеет свои преимущества. Прежде всего, он высокорентабелен. Да и местные власти оказывают свое внимание благодаря тому, что таким образом решается вопрос свалок и чистоты города. Предприятия, оказывающие услугу «Прием и переработка вторсырья», имеют также и определенные трудности, связанные, во-первых, с открытием (много времени уходит на оформление документов). Во-вторых, переработка вторсырья, работа по сортировке которого практически не механизирована, требует грамотной мотивации сотрудников. В-третьих, должно быть налажено стабильное поступление сырья, чтобы линия по переработке вторсырья определенного вида давала оптимальный выход конечного результата. Однако этот бизнес достоин внимания, несмотря на определенные трудности.

На размер прибыли предприятия влияют разные факторы, о чем свидетельствует бухгалтерский учет вторсырья. Разработав грамотный бизнес-план, можно прийти к успеху.

Оформить заказ

Читайте также:

Вывоз мусора. Как заключить договор?

05.07.2019

Различные отходы, так или иначе являются частью нашей повседневной жизни. От них нужно вовремя избавляться и в этом нам помогают профессионалы,…

Сколько стоит вывоз мусора?

03.07.2019

Вопрос вывоза и утилизации ненужных отходов, всегда являлось проблемой для мегаполисов. Наша компания осуществит круглосуточный вывоз разного вида…

Переработка пластмасс: проблемы и возможности

Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2009 27 июля; 364 (1526): 2115–2126.

Jefferson Hopewell

1 Eco Products Agency, 166 Park Street, Fitzroy North 3068, Australia

Robert Dvorak

2 Nextek Ltd, Level 3, 1 Quality Court, Chancery Lane, London WC2A 1HR, UK

HR, UK

Эдвард Косиор

2 Nextek Ltd, Level 3, 1 Quality Court, Chancery Lane, London WC2A 1HR, UK

1 Eco Products Agency, 166 Park Street, Fitzroy North 3068, Австралия

2 Nextek Ltd, Level 3, 1 Quality Court, Chancery Lane, London WC2A 1HR, UK

Эта статья цитируется в других статьях в PMC.

Abstract

Пластмассы — недорогие, легкие и прочные материалы, из которых можно легко изготавливать различные продукты, которые находят применение в самых разных сферах применения. Как следствие, производство пластмасс за последние 60 лет заметно увеличилось. Однако нынешние уровни их использования и утилизации создают несколько экологических проблем. Около 4% мировой добычи нефти и газа, невозобновляемых ресурсов, используется в качестве сырья для пластмасс, а еще 3–4% расходуется на обеспечение энергии для их производства.Большая часть пластика, производимого каждый год, используется для изготовления одноразовой упаковки или других недолговечных продуктов, которые выбрасываются в течение года после изготовления. Одни только эти два наблюдения указывают на то, что наше нынешнее использование пластмасс не является устойчивым. Кроме того, из-за долговечности используемых полимеров значительное количество выброшенных пластмасс с истекшим сроком службы накапливается в виде мусора на свалках и в естественной среде обитания по всему миру.

Вторичная переработка является одним из наиболее важных действий, доступных в настоящее время для уменьшения этих воздействий, и представляет собой одну из наиболее динамично развивающихся областей в индустрии пластмасс.Переработка дает возможность снизить потребление масла, выбросы углекислого газа и количество отходов, требующих утилизации. Здесь мы вкратце сравниваем переработку отходов с другими стратегиями сокращения отходов, а именно с сокращением использования материалов за счет сокращения объемов производства или повторного использования продуктов, использования альтернативных биоразлагаемых материалов и рекуперации энергии в качестве топлива.

Хотя пластмассы перерабатываются с 1970-х годов, количество перерабатываемых материалов варьируется географически, в зависимости от типа пластика и его применения.В ряде стран за последние десятилетия переработка упаковочных материалов быстро расширилась. Достижения в области технологий и систем для сбора, сортировки и переработки пригодных для вторичной переработки пластмасс создают новые возможности для вторичной переработки, и благодаря совместным действиям общественности, промышленности и правительств можно будет направить большую часть пластиковых отходов со свалок на переработку. следующие десятилетия.

Ключевые слова: переработка пластмасс, пластиковая упаковка, воздействие на окружающую среду, управление отходами, химическая переработка, рекуперация энергии

1.Введение

Промышленность пластмасс значительно развивалась с момента изобретения различных способов производства полимеров из нефтехимических источников. Пластмассы имеют существенные преимущества с точки зрения их малого веса, долговечности и более низкой стоимости по сравнению со многими другими типами материалов (Andrady & Neal 2009; Thompson et al. 2009 a ). Мировое производство полимеров оценивается в 260 миллионов метрических тонн в год в 2007 году для всех полимеров, включая термопласты, термореактивные пластмассы, клеи и покрытия, но не синтетические волокна (PlasticsEurope 2008 b ).Это указывает на исторический темп роста около 9 процентов в год. Термопластические смолы составляют около двух третей этого производства, и их использование растет примерно на 5 процентов в год. глобально (Andrady 2003).

Сегодня пластмассы почти полностью производятся из нефтехимических продуктов, производимых из ископаемых нефти и газа. Около 4% годовой добычи нефти превращается непосредственно в пластмассу из нефтехимического сырья (Британская федерация пластмасс, 2008 г.). Поскольку производство пластмасс также требует энергии, на их производство приходится потребление аналогичного дополнительного количества ископаемого топлива.Однако можно также утверждать, что использование легких пластиков может сократить использование ископаемого топлива, например, в транспортных приложениях, когда пластики заменяют более тяжелые традиционные материалы, такие как сталь (Andrady & Neal 2009; Thompson et al. 2009 b ). .

Примерно 50% пластмасс используется для одноразовых изделий, таких как упаковка, сельскохозяйственная пленка и одноразовые потребительские товары, от 20 до 25% — для долгосрочной инфраструктуры, такой как трубы, покрытия кабелей и конструкционные материалы, а также оставшаяся часть для потребительских приложений длительного пользования с промежуточным сроком службы, например, в электронных товарах, мебели, транспортных средствах и т. д.В 2007 году в Европейском союзе (ЕС) образовалось 24,6 миллиона тонн пластиковых отходов после потребления (PlasticsEurope 2008 b ). представляет разбивку потребления пластмасс в Великобритании в 2000 г. и вклад в образование отходов (Waste Watch 2003). Это подтверждает, что упаковка является основным источником пластиковых отходов, но очевидно, что другие источники, такие как отработанное электронное и электрическое оборудование (WEEE) и отслужившие свой срок автомобили (ELV), становятся значительными источниками пластиковых отходов.

Таблица 1.

Потребление пластмасс и образование отходов по секторам в Великобритании в 2000 году (Waste Watch 2003).

90 093
использование
 отходы
ктонн (%) ктонн (%)
упаковка 1640 37 1640 58
коммерческое и промышленное 490
домашнее хозяйство 1150
строительство и строительство 1050 24 284 10
структурные 800 49
неструктурные 250 235
электрика и электроника 355 8 200 7
мебель и предметы домашнего обихода 335 8 200 a 7
автомобилестроение и транспорт 335 8 150 5
сельское хозяйство и садоводство 310 7 93 3
прочие 425 10 255 a 9
всего 4450 2820

Поскольку пластмассы производятся серийно только около 60 лет, их долговечность в окружающей среде с уверенностью неизвестна.Большинство видов пластмасс не поддаются биологическому разложению (Andrady, 1994) и на самом деле чрезвычайно долговечны, и поэтому большинство полимеров, производимых сегодня, прослужат по крайней мере десятилетия, а возможно, столетия, если не тысячелетия. Даже разлагаемый пластик может сохраняться в течение значительного времени в зависимости от местных факторов окружающей среды, поскольку скорость разложения зависит от физических факторов, таких как уровни воздействия ультрафиолетового света, кислорода и температуры (Swift & Wiles 2004), в то время как биоразлагаемые пластики требуют наличия подходящих микроорганизмы.Следовательно, темпы разложения значительно различаются между свалками, наземной и морской средой (Kyrikou & Briassoulis 2007). Даже когда пластмассовый предмет разрушается под воздействием атмосферных воздействий, он сначала распадается на более мелкие кусочки пластикового мусора, но сам полимер не обязательно может полностью разрушиться в течение значимого периода времени. Как следствие, на свалках и в виде мусора в естественной среде накапливается значительное количество пластика, отслужившего свой срок, что приводит как к проблемам с утилизацией отходов, так и к ущербу окружающей среде (см. Barnes et al. 2009; Григорий 2009; Oehlmann et al. 2009; Райан и др. 2009; Teuten et al. 2009; Томпсон и др. 2009 b ).

Переработка, несомненно, является стратегией управления отходами, но ее также можно рассматривать как один из текущих примеров реализации концепции промышленной экологии, в то время как в естественной экосистеме нет отходов, а есть только продукты (Frosch & Gallopoulos 1989; McDonough & Braungart 2002). Переработка пластмасс — это один из методов снижения воздействия на окружающую среду и истощения ресурсов.По сути, высокие уровни рециркуляции, такие как сокращение использования, повторное использование и ремонт или переработка, могут обеспечить определенный уровень обслуживания продукта с меньшими материальными затратами, чем потребовалось бы в противном случае. Таким образом, переработка может снизить потребление энергии и материалов на единицу продукции и, таким образом, повысить экологическую эффективность (WBCSD 2000). Тем не менее, следует отметить, что способность поддерживать любой остаточный уровень материальных затрат, а также затраты энергии и эффекты внешних воздействий на экосистемы будут определять окончательную устойчивость всей системы.

В этой статье мы рассмотрим существующие системы и технологии переработки пластмасс, доказательства экологической эффективности переработки пластмасс на протяжении жизненного цикла и кратко рассмотрим связанные с этим вопросы экономического и общественного интереса. Мы сосредоточимся на производстве и утилизации упаковки, так как это крупнейший источник пластиковых отходов в Европе и область значительного расширения инициатив по переработке в последнее время.

2. Управление отходами: обзор

Даже в пределах ЕС существует широкий спектр приоритетов управления отходами для общего потока твердых бытовых отходов (ТБО), от тех, которые в значительной степени ориентированы на захоронение отходов, до тех, которые ориентированы на сжигание () — производительность рециркуляции также значительно различается.Среднее количество ТБО, образующихся в ЕС, составляет 520 кг на человека в год и, по прогнозам, увеличится до 680 кг на человека в год к 2020 году (EEA 2008). В Великобритании общее использование пластика как в бытовой, так и в коммерческой упаковке составляет около 40 кг на человека в год, следовательно, оно составляет примерно 7-8% по весу, но составляет большую долю по объему от потока ТБО (Waste Watch 2003).

Темпы механической переработки и рекуперации энергии как стратегии управления отходами пластмасс в европейских странах (PlasticsEurope 2008 b ).

Вообще говоря, пластмассовые отходы утилизируются, когда они вывозятся со свалок или засоряются. Пластиковая упаковка особенно заметна как мусор из-за легкости как гибкого, так и жесткого пластика. Количество материала, попадающего в систему управления отходами, можно, в первом случае, уменьшить за счет действий, которые уменьшают использование материалов в продуктах (например, замена тяжелых форматов упаковки на более легкие или уменьшение объема упаковки). Разработка продуктов, позволяющих повторно использовать, отремонтировать или переработать, приведет к тому, что меньше продуктов попадет в поток отходов.

После того, как материал попадает в поток отходов, переработка — это процесс использования регенерированного материала для производства нового продукта. Для органических материалов, таких как пластмассы, концепция рекуперации также может быть расширена за счет рекуперации энергии, когда теплотворная способность материала используется путем контролируемого сжигания в качестве топлива, хотя это приводит к меньшим общим экологическим характеристикам, чем рекуперация материалов, как это происходит. не снижает спроса на новый (первичный) материал. Такое мышление лежит в основе стратегии 4Rs на языке обращения с отходами — в порядке уменьшения экологической желательности — сокращения, повторного использования, рециркуляции (материалов) и рекуперации (энергии), при этом захоронение отходов является наименее желательной стратегией управления.

Также вполне возможно, чтобы один и тот же полимер проходил каскад через несколько стадий, например. производства в контейнер многократного использования, который, попав в поток отходов, собирается и перерабатывается в долговременное применение, которое, в свою очередь, превращается в отходы, а затем восстанавливается для получения энергии.

(a) Свалка

Свалка — это традиционный подход к управлению отходами, но в некоторых странах места для свалок становится все меньше. Хорошо управляемая свалка приводит к ограниченному непосредственному ущербу окружающей среде, помимо воздействия сбора и транспортировки, хотя существуют долгосрочные риски загрязнения почвы и грунтовых вод некоторыми добавками и побочными продуктами распада пластмасс, которые могут стать стойкими органическими загрязнителями. (Oehlmann et al. 2009; Teuten и др. . 2009 г.). Главный недостаток свалок с точки зрения устойчивости заключается в том, что материальные ресурсы, используемые для производства пластика, не восстанавливаются — поток материалов является линейным, а не циклическим. В Великобритании применяется налог на захоронение отходов, который в настоящее время будет повышаться каждый год до 2010 года, чтобы усилить стимул для перенаправления отходов с полигонов на такие меры по рекультивации, как переработка (DEFRA 2007).

(b) Сжигание и рекуперация энергии

Сжигание снижает потребность в захоронении пластмассовых отходов, однако есть опасения, что при этом в атмосферу могут попасть опасные вещества.Например, ПВХ и галогенированные добавки обычно присутствуют в смешанных пластиковых отходах, что приводит к риску выброса диоксинов, других полихлорированных бифенилов и фуранов в окружающую среду (Gilpin et al. 2003). Как следствие, прежде всего, этого предполагаемого риска загрязнения, сжигание пластика менее распространено, чем захоронение отходов и механическая переработка в качестве стратегии управления отходами. Заметными исключениями являются Япония и некоторые европейские страны, такие как Дания и Швеция, с обширной инфраструктурой мусоросжигательного завода для обращения с ТБО, включая пластмассы.

Сжигание можно использовать с восстановлением части энергии, содержащейся в пластике. Рекуперируемая полезная энергия может значительно варьироваться в зависимости от того, используется ли она для выработки электроэнергии, комбинированного производства тепла и электроэнергии или в качестве топлива из твердых отходов для заправки доменных печей или цементных печей. Также возможно сжижение до дизельного топлива или газификация посредством пиролиза (Arvanitoyannis & Bosnea 2001), и интерес к этому подходу для производства дизельного топлива возрастает, предположительно из-за роста цен на нефть.Процессы рекуперации энергии могут быть наиболее подходящим способом работы с сильно смешанным пластиком, таким как некоторые электронные и электрические отходы и остатки автомобильного измельчителя.

(c) Уменьшение стоимости

Уменьшение количества упаковки, используемой на единицу, уменьшит объем отходов. Экономика диктует, что большинство производителей уже будут использовать материал, близкий к минимуму, необходимому для данного приложения (но см. Thompson et al. 2009 b ,). Однако этот принцип противоречит эстетике, удобству и маркетинговым преимуществам, которые могут привести к чрезмерному использованию упаковки, а также эффекту существующих инвестиций в инструменты и производственный процесс, что также может привести к чрезмерной упаковке некоторых продуктов.

(d) Повторное использование пластиковой упаковки

Сорок лет назад повторное использование бытовой упаковки в виде стеклянных бутылок и банок было обычным явлением. Ограничения для более широкого применения повторного использования жестких контейнеров, по крайней мере, частично связаны с логистикой, когда точки распределения и сбора находятся на удалении от централизованных заводов по розливу продуктов, что приведет к значительным расстояниям обратной транспортировки. Кроме того, широкий ассортимент контейнеров и упаковок для брендов и маркетинговых целей делает менее возможным прямой возврат и повторное наполнение.Схемы возврата и повторного наполнения существуют в нескольких европейских странах (Institute for Local Self-Reliance 2002), включая бутылки из ПЭТ, а также стекло, но в других странах они обычно считаются нишевым видом деятельности для местных предприятий, а не реалистичной крупномасштабной стратегией. уменьшить количество отходов упаковки.

Существуют значительные возможности для повторного использования пластмасс, используемых для перевозки товаров, а также для потенциального повторного использования или повторного производства некоторых пластиковых компонентов в дорогостоящих потребительских товарах, таких как автомобили и электронное оборудование.Это очевидно в промышленных масштабах с повторным использованием контейнеров и поддонов при транспортировке (см. Thompson et al. 2009 b ). Также наблюдается некоторый переход от одноразовых пластиковых пакетов для переноски к многоразовым пакетам, как из-за программ добровольного изменения поведения, как в Австралии (Департамент окружающей среды и наследия (Австралия), 2008 г.), так и вследствие принятия законодательства, например сборы с пластиковых пакетов в Ирландии (Департамент экологического наследия и местного самоуправления (Ирландия), 2007 г.) или недавний запрет на легкие сумки-переноски, например, в Бангладеш и Китае.

(e) Рециклинг пластмасс

Терминология рециркуляции пластмасс сложна и иногда сбивает с толку из-за широкого диапазона операций по рециркуляции и рекуперации (). Они включают четыре категории: первичные (механическая переработка в продукт с эквивалентными свойствами), вторичные (механическая переработка в продукты, требующие более низких свойств), третичные (восстановление химических компонентов) и четвертичные (восстановление энергии). Первичная переработка часто называется переработкой с замкнутым циклом, а вторичная переработка — понижением.Третичная рециркуляция описывается как химическая рециркуляция или рециркуляция сырья и применяется, когда полимер деполимеризуется до его химических составляющих (Fisher 2003). Четвертичная переработка — это регенерация энергии, энергия из отходов или валоризация. Биоразлагаемые пластмассы также можно компостировать, и это еще один пример третичной переработки, которая также описывается как органическая или биологическая переработка (см. Song et al. , 2009).

Таблица 2.

Терминология, используемая в различных типах переработки и рекуперации пластмасс.

Определения ASTM D5033 эквивалент ISO 15270 (проект) определения другие эквивалентные термины
первичная переработка механическая переработка замкнутая переработка
вторичная переработка механическая переработка понижение рейтинга
третичная переработка химическая переработка переработка сырья
четвертичная переработка рекуперация энергии повышение стоимости

Теоретически возможно переработать большую часть термопластов в замкнутом цикле, однако, В пластиковой упаковке часто используется широкий спектр различных полимеров и других материалов, таких как металлы, бумага, пигменты, чернила и клеи, что усложняет задачу.Рециркуляция с замкнутым контуром наиболее практична, когда полимерный компонент может быть (i) эффективно отделен от источников загрязнения и (ii) стабилизирован против разложения во время переработки и последующего использования. В идеале поток пластиковых отходов для переработки также должен состоять из полимеров узкого диапазона марок, чтобы уменьшить сложность прямой замены первичной смолы. Например, все бутылки из ПЭТ изготавливаются из одинаковых сортов ПЭТ, подходящих как для процесса производства бутылок, так и для переработки в полиэфирное волокно, в то время как ПЭВП, используемый для выдувного формования бутылок, менее подходит для литья под давлением.В результате единственными частями потока бытовых пластиковых отходов, которые обычно перерабатываются строго по замкнутому циклу, являются прозрачные бутылки из ПЭТ, а в последнее время в Великобритании — молочные бутылки из ПЭНД. Пластиковые отходы до потребителя, такие как промышленная упаковка, в настоящее время перерабатываются в большей степени, чем упаковка после потребителя, поскольку они относительно чисты и доступны из меньшего числа источников относительно большего объема. Однако объемы бытовых отходов почти в пять раз превышают объемы, образующиеся в торговле и промышленности (Patel et al. 2000), и поэтому для достижения высоких общих показателей рециркуляции как бытовые, так и постиндустриальные отходы должны быть собраны и переработаны.

В некоторых случаях регенерированный пластик, который не подходит для вторичного использования в предыдущем применении, используется для изготовления нового пластикового продукта, вытесняющего всю или часть первичной полимерной смолы — это также можно рассматривать как первичную переработку. Примерами являются пластиковые ящики и контейнеры, изготовленные из полиэтилена высокой плотности, извлеченного из молочных бутылок, и волокна ПЭТ из восстановленной упаковки из ПЭТ.Понижение статуса — это термин, который иногда используется для вторичной переработки, когда регенерированный пластик помещается в приложение, которое обычно не использует первичный полимер, например. «Пластиковые пиломатериалы» в качестве альтернативы более дорогостоящим / более коротким лесоматериалам, это вторичная переработка (стандарт ASTM D5033).

Химическая переработка или переработка сырья имеет преимущество в том, что извлекают нефтехимические составляющие полимера, которые затем можно использовать для повторного производства пластмассы или для производства других синтетических химикатов. Однако, несмотря на то, что это технически осуществимо, в целом было сочтено, что это неэкономично без значительных субсидий из-за низкой цены на сырье для нефтехимии по сравнению с производственными и технологическими затратами, понесенными для производства мономеров из пластиковых отходов (Patel et al. 2000). Это неудивительно, поскольку это эффективно обращает вспять энергоемкую полимеризацию, ранее проводившуюся при производстве пластмасс.

Переработка полиолефинов посредством термического крекинга производилась в Великобритании на предприятии, первоначально построенном компанией BP, а в Германии — компанией BASF. Однако последний завод был закрыт в 1999 г. (Aguado et al. 2007). Химическая переработка ПЭТ оказалась более успешной, поскольку возможна деполимеризация в более мягких условиях.Смола ПЭТ может быть разложена гликолизом, метанолизом или гидролизом, например, для получения ненасыщенных полиэфирных смол (Sinha et al. 2008). Его также можно превратить обратно в ПЭТ, либо после деполимеризации, либо путем простой повторной подачи хлопьев ПЭТ в реактор полимеризации, это также может удалить летучие загрязнители, поскольку реакция происходит при высокой температуре и вакууме (Uhde Inventa-Fischer 2007 ).

(f) Альтернативные материалы

Биоразлагаемые пластмассы обладают потенциалом для решения ряда проблем обращения с отходами, особенно для одноразовой упаковки, которую нелегко отделить от органических отходов в общественном питании или в сельском хозяйстве.Можно включить биоразлагаемые пластмассы в аэробное компостирование или путем анаэробного сбраживания с улавливанием метана для использования энергии. Однако биоразлагаемые пластмассы также могут усложнить обращение с отходами, если они вводятся без соответствующих технических характеристик, систем обращения и просвещения потребителей. Кроме того, очевидно, что могут возникнуть серьезные проблемы с получением достаточного количества биомассы, чтобы заменить большую часть текущего потребления полимеров, поскольку только 5 процентов текущего европейского химического производства используют биомассу в качестве сырья (Soetaert & Vandamme 2006).Это большая тема, которую нельзя охватить в этой статье, за исключением того, что желательно, чтобы компостируемые и разлагаемые пластмассы были соответствующим образом маркированы и использовались таким образом, чтобы дополнять, а не компрометировать схемы управления отходами (см. Song et al . 2009 г.).

3. Системы для вторичной переработки пластика

Пластиковые материалы могут быть переработаны различными способами, и простота переработки зависит от типа полимера, дизайна упаковки и типа продукта. Например, жесткие контейнеры, состоящие из одного полимера, проще и экономичнее перерабатывать, чем многослойные и многокомпонентные упаковки.

Термопласты, включая ПЭТ, ПЭ и ПП, имеют высокий потенциал для механической переработки. Термореактивные полимеры, такие как ненасыщенный полиэфир или эпоксидная смола, не могут быть переработаны механически, за исключением потенциально повторного использования в качестве наполнителя после того, как они были уменьшены в размере или измельчены до мелких частиц или порошков (Rebeiz & Craft 1995). Это связано с тем, что термореактивные пластмассы постоянно сшиваются при производстве и поэтому не могут быть переплавлены и повторно сформированы. Переработка сшитой резины из автомобильных шин обратно в резиновую крошку для переработки в другие продукты действительно происходит, и ожидается, что она будет расти в связи с Директивой ЕС о захоронении отходов (1999/31 / EC), которая запрещает захоронение отходов шины и отходы шин.

Основная проблема при производстве переработанных смол из пластиковых отходов заключается в том, что большинство различных типов пластмасс несовместимы друг с другом из-за присущей им несмешиваемости на молекулярном уровне и различий в требованиях к переработке на макроуровне. Например, небольшое количество загрязнителя ПВХ, присутствующего в потоке рециркуляции ПЭТ, приведет к разложению переработанной смолы ПЭТ из-за выделения газообразной соляной кислоты из ПВХ при более высокой температуре, необходимой для плавления и переработки ПЭТ.И наоборот, ПЭТ в потоке рециркулируемого ПВХ будет образовывать твердые комки недиспергированного кристаллического ПЭТ, что значительно снижает ценность переработанного материала.

Следовательно, часто технически невозможно добавить регенерированный пластик к первичному полимеру без ухудшения по крайней мере некоторых качественных характеристик первичного пластика, таких как цвет, прозрачность или механические свойства, такие как ударная вязкость. В большинстве случаев переработанная смола смешивает переработанную смолу с первичной смолой — часто с полиолефиновыми пленками для некритических применений, таких как мешки для мусора, ирригационные или дренажные трубы без номинального давления, или для использования в многослойных приложениях, где переработанная смола помещается между поверхностными слоями первичной смолы.

Возможность замены вторичного пластика на первичный полимер обычно зависит от чистоты регенерированного пластикового сырья и требований к свойствам пластмассового продукта, который будет производиться. Это привело к нынешним схемам переработки бытовых отходов, которые концентрируются на наиболее легко разделяемых упаковках, таких как бутылки из-под безалкогольных напитков и воды из ПЭТ, а также бутылки из-под молока из полиэтилена высокой плотности, которые можно точно идентифицировать и отсортировать из потока смешанных отходов. . Напротив, существует ограниченная рециркуляция многослойных / многокомпонентных изделий, поскольку это приводит к загрязнению между типами полимеров.Таким образом, вторичная переработка после потребителя состоит из нескольких ключевых этапов: сбор, сортировка, очистка, уменьшение размера и разделение и / или обеспечение совместимости для уменьшения загрязнения несовместимыми полимерами.

(a) Сбор

Сбор пластиковых отходов может осуществляться по «схемам привоза» или путем сбора на обочине дороги. Схемы принесения, как правило, приводят к низким показателям собираемости при отсутствии либо решительного общественного поведения, либо схем возврата депозитов, которые налагают прямой экономический стимул для участия.Следовательно, общая тенденция заключается в сборе вторсырья путем сбора на тротуарах наряду с ТБО. Чтобы максимизировать рентабельность этих программ, большинство сборов на обочине представляют собой смешанные вторсырья (бумага / картон, стекло, алюминий, стальные и пластиковые контейнеры). Хотя схемы сбора пластиковых бутылок были очень успешными при извлечении упаковки из пластиковых бутылок из домов, с точки зрения общего потребления, как правило, восстанавливается только 30-40% пластиковых бутылок после потребителя, поскольку большая часть такой упаковки поступает от продуктов питания и напитков. потребляется вдали от дома.По этой причине важно разработать эффективные схемы сбора отходов «на ходу» и «офисная переработка», если мы хотим увеличить общий уровень сбора пластиковой упаковки.

(b) Сортировка

Сортировка смешанных жестких вторсырья осуществляется как автоматическими, так и ручными методами. Автоматической предварительной сортировки обычно достаточно, чтобы получить поток пластика, отделенный от стекла, металлов и бумаги (кроме наклеенных, например этикеток и крышек). Как правило, молочные бутылки из прозрачного ПЭТ и непигментированного ПЭНД идентифицируются положительно и выделяются из потока.Автоматическая сортировка контейнеров в настоящее время широко используется операторами предприятий по рекуперации материалов, а также многими предприятиями по переработке пластмасс. Эти системы обычно используют спектроскопию в ближней инфракрасной области с преобразованием Фурье (FT-NIR) для анализа типа полимера, а также используют системы оптического распознавания цвета для сортировки потоков на четкие и цветные фракции. С помощью оптических сортировщиков можно различать прозрачные, голубые, темно-синие, зеленые и другие цветные ПЭТ-контейнеры. Эффективность сортировки можно повысить с помощью нескольких детекторов и последовательной сортировки.Другие технологии сортировки включают обнаружение рентгеновских лучей, которое используется для разделения контейнеров из ПВХ, которые содержат 59 процентов хлора по весу и поэтому могут быть легко различимы (Arvanitoyannis & Bosnea 2001; Fisher 2003).

Большинство местных органов власти или предприятий по рекуперации материалов не собирают активно гибкую упаковку после потребителя, поскольку в настоящее время имеется недостаток в оборудовании, которое позволяет легко отделить гибкие упаковки. Многие предприятия по переработке пластика используют троммели и системы классификации воздуха на основе плотности для удаления небольших количеств гибких материалов, таких как некоторые пленки и этикетки.Однако в этой области есть разработки и новые технологии, такие как баллистические сепараторы, сложные гидроциклоны и воздушные классификаторы, которые повысят возможности восстановления гибкой упаковки после потребителя (Fisher 2003).

(c) Уменьшение размера и очистка

Жесткие пластмассы обычно измельчают до хлопьев и очищают от остатков пищи, волокон целлюлозы и клея. В моечных установках последнего поколения используется всего 2–3 м 3 воды на тонну материала, что примерно вдвое меньше, чем у предыдущего оборудования.Инновационные технологии удаления органических веществ и поверхностных загрязнений из хлопьев включают «химическую чистку», которая очищает поверхности за счет трения без использования воды.

(d) Дальнейшее разделение

После уменьшения размера может применяться ряд методов разделения. Разделение раковина / поплавок в воде может эффективно отделить полиолефины (PP, HDPE, L / LLDPE) от PVC, PET и PS. Использование различных сред может позволить отделить ПС от ПЭТ, но ПВХ нельзя удалить из ПЭТ таким образом, поскольку их диапазоны плотности перекрываются.Другие методы разделения, такие как отмучивание воздухом, также могут использоваться для удаления пленок низкой плотности с более плотных измельченных пластиков (Chandra & Roy 2007), например в удалении этикеток с ПЭТ-хлопьев.

Технологии уменьшения загрязнения ПВХ в хлопьях ПЭТ включают пенную флотацию (Drelich et al. 1998; Marques & Tenorio 2000) [Jh2], FT-NIR или рамановские эмиссионные спектроскопические детекторы для обеспечения выброса хлопьев и использования различных электростатических свойств (Park и др. 2007).Для ПЭТ-хлопьев можно использовать термические печи для выборочного разложения незначительных количеств примесей ПВХ, так как ПВХ становится черным при нагревании, что позволяет производить сортировку по цвету.

Существуют различные методы сортировки хлопьев, но традиционные системы сортировки ПЭТ преимущественно ограничиваются разделением; (i) цветные хлопья из прозрачных хлопьев ПЭТ и (ii) материалы с различными физическими свойствами, такими как плотность из ПЭТ. Новые подходы, такие как системы лазерной сортировки, могут использоваться для удаления других примесей, таких как силиконы и нейлон.

«Лазерная сортировка» использует эмиссионную спектроскопию для различения типов полимеров. Эти системы, вероятно, значительно улучшат способность разделять сложные смеси, поскольку они могут выполнять до 860 000 спектров -1 и могут сканировать каждую отдельную чешуйку. Их преимущество в том, что их можно использовать для сортировки различного черного пластика — проблема традиционных автоматических систем. Применение систем лазерной сортировки, вероятно, увеличит разделение WEEE и автомобильного пластика.Эти системы также могут разделять полимеры по типу или марке, а также могут отделять полиолефиновые материалы, такие как полипропилен, от полиэтилена высокой плотности. Тем не менее, это все еще очень новый подход, и в настоящее время он используется лишь на небольшом количестве европейских предприятий по переработке отходов.

(e) Текущие достижения в переработке пластика

Инновации в технологиях переработки за последнее десятилетие включают в себя все более надежные детекторы и сложное программное обеспечение для принятия решений и распознавания, которые в совокупности повышают точность и производительность автоматической сортировки — например, современные детекторы FT-NIR могут работать на период до 8000 ч между отказами извещателей.

Другая область инноваций заключалась в поиске более ценных приложений для вторичных полимеров в процессах с замкнутым циклом, которые могут напрямую заменить первичный полимер (см.). Например, в Великобритании с 2005 года большая часть листов ПЭТ для термоформования содержит 50–70% переработанного ПЭТ (rPET) за счет использования слоев слоев A / B / A, где внешние слои (A) представляют собой одобренную для контакта с пищевыми продуктами первичную смолу. , а внутренний слой (B) — это rPET. Пищевой rPET теперь также широко доступен на рынке для прямого контакта с пищевыми продуктами из-за разработки «сверхчистых» сортов.У них есть только небольшое ухудшение прозрачности по сравнению с первичным ПЭТ, и они используются при 30-50% замене первичного ПЭТ во многих областях применения и на 100% материала в некоторых бутылках.

Таблица 3.

Сравнение некоторых воздействий на окружающую среду производства товарных полимеров и текущих возможностей вторичной переработки из источников после потребителя.

От базы данных до ворот LCI (данные ЕС)
полимер энергия (ГДж тонна −1 ) вода (килотонна −1 ) CO 2 -e a (т тонна −1 ) Использование b (ктонн) рециклинг замкнутого цикла эффективность текущих процессов рециклинга
PET 82.7 66 3,4 2160 да высокий с прозрачным ПЭТ из бутылок Цветной ПЭТ
в основном используется для волокна
дополнительных выпусков с лотками из CPET, ПЭТ-G
HDPE 76,7 32 1,9 5468 некоторые высокие для бутылок из натурального HDPE, но более сложные для непрозрачных бутылок и лотков из-за большого разнообразия марок и цветов и смесей с LDPE и PP
PVC 56.7 46 1,9 6509 некоторые плохое восстановление из-за перекрестного загрязнения ПЭТ
Упаковка и этикетки из ПВХ представляют собой серьезную проблему при переработке ПЭТ-бутылок и смешанных пластмасс
LDPE 78,1 47 2,1 7899 некоторые низкие скорости извлечения, в основном в виде смешанных полиолефинов, которые могут иметь достаточные свойства для некоторых применений. Большая часть бытовой гибкой упаковки не рекуперировалась
PP 73.4 43 2,0 7779 теоретически еще не перерабатывается широко, но имеет потенциал. Требуются меры по сортировке и сепарации, а также развитие дополнительных каналов сбыта для вторичного полипропилена
PS 87,4 140 3,4 2600 теоретически плохо, чрезвычайно трудно рентабельно отделить от сопутствующих товаров. смешанный сбор, раздельный сбор промышленной упаковки и пенополистирола может быть эффективным
переработанный пластик 8–55 типично 3.5 c типичный 1,4 3130 примерно значительные различия в энергии, воде и выбросах от процессов рециркуляции, поскольку это развивающаяся отрасль, на которую влияют эффективность сбора, тип процесса, ассортимент продукции и т. Д.

Ряд европейских стран, включая Германию, Австрию, Норвегию, Италию и Испанию, уже собирают, в дополнение к своим потокам бутылок, жесткую упаковку, такую ​​как лотки, кадки и горшки, а также ограниченное количество гибкой упаковки для потребителя, такой как как пленки и обертки.Переработка этой упаковки без бутылок стала возможной благодаря улучшениям в технологиях сортировки и мойки и появлению новых рынков для вторичного сырья. В Великобритании Программа действий по утилизации отходов (WRAP) провела первоначальное исследование переработки смешанных пластмасс и в настоящее время проводит его полномасштабную валидацию (WRAP 2008 b ). Потенциальные выгоды от переработки смешанного пластика с точки зрения эффективности использования ресурсов, утечки со свалок и экономии выбросов очень высоки, если учесть тот факт, что в Великобритании, по оценкам, ежегодно производится более миллиона тонн пластиковой упаковки без бутылок. (WRAP 2008 a ) по сравнению с 525 000 тоннами отходов пластиковых бутылок (WRAP 2007).

4. Экологическое обоснование утилизации

Анализ жизненного цикла может быть полезным инструментом для оценки потенциальных преимуществ программ утилизации. Если переработанный пластик используется для производства товаров, которые в противном случае были бы изготовлены из нового (первичного) полимера, это напрямую сократит использование масла и выбросы парниковых газов, связанных с производством первичного полимера (за вычетом выбросов, связанных с самой деятельностью по переработке. ). Однако, если пластмассы перерабатываются в изделия, которые ранее были изготовлены из других материалов, таких как дерево или бетон, тогда не будет достигнута экономия в потребностях в производстве полимеров (Fletcher & Mackay 1996).Использование любого такого альтернативного материала может иметь другие экологические издержки или выгоды, но они отвлекают от нашего обсуждения преимуществ вторичного использования, и их следует рассматривать в индивидуальном порядке. Здесь мы в первую очередь рассмотрим переработку пластмасс в продукты, которые в противном случае были бы произведены из первичного полимера.

Технологии рециркуляции сырья (химической) удовлетворяют общему принципу регенерации материалов, но являются более дорогостоящими, чем механическая рециркуляция, и менее энергетически выгодны, поскольку полимер необходимо деполимеризовать, а затем повторно полимеризовать.Исторически это требовало очень значительных субсидий из-за низкой цены на нефтехимические продукты в отличие от высоких производственных и производственных затрат на химическую переработку полимеров.

Рекуперация энергии из пластиковых отходов (путем преобразования в топливо или путем прямого сжигания для выработки электроэнергии, использования в цементных печах и доменных печах и т. Д.) Может использоваться для уменьшения объемов захоронения отходов, но не снижает спрос на ископаемое топливо (поскольку пластиковые отходы были получены из нефтехимических продуктов; Garforth et al. 2004). Их выбросы также вызывают опасения для окружающей среды и здоровья.

Одним из ключевых преимуществ вторичной переработки пластмасс является снижение потребности в производстве пластмасс. предоставляет данные о некоторых воздействиях на окружающую среду от производства первичных товарных пластмасс (до «заводских ворот») и обобщает способность этих смол быть переработанными из бытовых отходов. Что касается энергопотребления, рециркуляция, как было показано, позволяет экономить больше энергии, чем при рекуперации энергии, даже с учетом энергии, используемой для сбора, транспортировки и повторной обработки пластика (Morris 1996).Анализ жизненного цикла также использовался для систем переработки пластика для оценки чистого воздействия на окружающую среду (Arena et al. 2003; Perugini et al. 2005), и они выявили более значительные положительные экологические преимущества для механической переработки по сравнению с захоронением отходов и сжиганием. с рекуперацией энергии.

Было подсчитано, что переработка ПЭТ-бутылок дает чистую выгоду в виде выбросов парниковых газов в размере 1,5 тонн CO 2 -э на тонну переработанного ПЭТ (Департамент окружающей среды и охраны окружающей среды (NSW) 2005), а также сокращение количества свалок и чистое потребление энергии.Среднее чистое сокращение на 1,45 тонны CO 2 -э на тонну переработанного пластика было оценено в качестве полезного ориентира для политики (ACRR 2004), одной из оснований для этого значения, по-видимому, послужил немецкий анализ жизненного цикла (LCA ) исследование (Patel et al. 2000), в котором также было обнаружено, что большая часть чистой энергии и выгод от выбросов возникает в результате замещения производства первичных полимеров. Недавняя оценка жизненного цикла, специально предназначенная для производства бутылок из ПЭТ, подсчитала, что использование 100% переработанного ПЭТ вместо 100% первичного ПЭТ снизит выбросы за весь жизненный цикл с 446 до 327 г CO 2 на бутылку, что приведет к снижению выбросов на 27%. относительное сокращение выбросов (WRAP 2008 e ).

Смешанные пластмассы, наименее благоприятный источник вторичного полимера, все же могут обеспечить чистую выгоду от 0,5 тонны CO 2 -э на тонну переработанного продукта (WRAP 2008 c ). Более высокая экологическая эффективность переработки бутылок обусловлена ​​как более эффективным процессом переработки бутылок по сравнению с смешанными пластиками, так и особенно высоким профилем выбросов при производстве первичного ПЭТ. Тем не менее, сценарий переработки смешанных пластмасс по-прежнему имеет положительную чистую выгоду, которая считается превосходящей по сравнению с другими изученными вариантами, как по захоронению отходов, так и по рекуперации энергии в качестве топлива из твердых отходов, при условии замещения первичного полимера.

5. Общественная поддержка утилизации

Общественность все больше осознает необходимость устойчивого производства и потребления. Это побудило местные власти организовать сбор вторсырья, побудило некоторых производителей разрабатывать продукты с вторичным содержанием, а другие предприятия удовлетворить этот общественный спрос. Маркетинговые исследования потребительских предпочтений показывают, что существует значительная, но не подавляющая часть людей, которые ценят экологические ценности в своих покупательских моделях.Для таких клиентов подтверждение вторичного содержимого и пригодности упаковки для вторичной переработки может быть положительным признаком, в то время как преувеличенные заявления о возможности вторичной переработки (где вторичная переработка является потенциальной, а не действительной) могут снизить доверие потребителей. Было отмечено, что участие в схемах рециркуляции — это экологическое поведение, которое широко используется среди населения в целом и составило 57 процентов в Великобритании в исследовании 2006 года (WRAP 2008 d ) и 80 процентов в австралийском исследовании, где коллекция kerbside существовала дольше (NEPC 2001).

Некоторые правительства используют политику поощрения вторичной переработки отходов, например Директиву ЕС по упаковке и отходам упаковки (94/62 / EC). Впоследствии это привело к тому, что Германия приняла законодательство о расширении ответственности производителя, в результате чего была принята схема die Grüne Punkt (Зеленая точка), предусматривающая восстановление и переработку упаковки. В Великобритании ответственность производителя была введена посредством схемы создания и продажи нот для восстановления упаковки, а также недавно введенного сбора за захоронение отходов для финансирования ряда мероприятий по сокращению отходов.Вследствие всех вышеперечисленных тенденций рыночная стоимость вторичного полимера и, следовательно, возможность вторичной переработки заметно выросли за последние несколько лет.

Расширенная ответственность производителя также может быть введена посредством схем возврата депозита, например, в отношении контейнеров для напитков, аккумуляторов и автомобильных шин. Эти схемы могут быть эффективными для повышения уровня сбора, например, в одном штате Австралии есть схема сдачи контейнеров (которая включает бутылки из-под безалкогольных напитков из ПЭТ), а также схемы сбора на обочине дороги.Здесь уровень сбора ПЭТ-бутылок составил 74% продаж по сравнению с 36% продаж в других штатах, где сбор только на обочине дороги. Доля бутылок в подстилке также была уменьшена по сравнению с другими штатами (West 2007).

6. Экономические проблемы, связанные с рециклингом

Два ключевых экономических фактора влияют на жизнеспособность рециклинга термопластов. Это цена переработанного полимера по сравнению с первичным полимером и стоимость переработки по сравнению с альтернативными формами приемлемой утилизации.Есть дополнительные проблемы, связанные с различиями в количестве и качестве поставок по сравнению с первичным пластиком. Отсутствие информации о наличии переработанного пластика, его качестве и пригодности для конкретных применений также может сдерживать использование переработанного материала.

Исторически основными методами удаления отходов были захоронение или сжигание. Стоимость захоронения мусора значительно различается в зависимости от региона в зависимости от геологии и характера землепользования и может повлиять на жизнеспособность утилизации в качестве альтернативного пути захоронения.В Японии, например, раскопки, необходимые для захоронения мусора, обходятся дорого из-за твердой природы подстилающей вулканической породы; в то время как в Нидерландах это дорого из-за проницаемости с моря. Высокая стоимость утилизации является экономическим стимулом либо к переработке, либо к рекуперации энергии.

Сбор использованного пластика из домашних хозяйств более экономичен в пригородах, где плотность населения достаточно высока для достижения эффекта масштаба. Наиболее эффективная схема сбора может варьироваться в зависимости от местности, типа жилья (дома или большие многоквартирные дома) и типа имеющихся сортировочных объектов.В сельской местности схемы «привезти», когда население самостоятельно сдают отходы на переработку, например, когда они посещают соседний город, считаются более рентабельными, чем сбор на обочине дороги. Многие местные органы власти и некоторые супермаркеты в Великобритании используют «привозные банки» или даже торговые автоматы по обратной продаже. Эти последние методы могут быть хорошим источником относительно чистых вторсырья, но неэффективны в обеспечении высоких показателей сбора бытовых отходов. В Великобритании резкое увеличение сбора мусора из пластиковых бутылок стало очевидным только после относительно недавнего внедрения утилизации тротуаров ().

Рост сбора пластиковых бутылок по схемам доставки и тротуара в Великобритании (WRAP 2008 d ).

На цену первичного пластика влияет цена на нефть, которая является основным сырьем для производства пластика. Поскольку качество рекуперированного пластика обычно ниже, чем у первичного пластика, цена на первичный пластик устанавливает потолок для цен на рекуперированный пластик. Цена на нефть значительно выросла за последние несколько лет, с 2005 года с диапазона примерно 25 долларов США за баррель до диапазона цен в диапазоне 50–150 долларов США.Следовательно, хотя более высокие цены на нефть также в некоторой степени увеличивают стоимость сбора и переработки, переработка стала относительно более привлекательной с финансовой точки зрения.

Технологический прогресс в переработке вторичного сырья может улучшить экономические показатели двумя основными способами — за счет снижения затрат на переработку (повышение производительности / эффективности) и за счет сокращения разрыва между стоимостью переработанной смолы и первичной смолы. Последнее особенно усиливается технологиями превращения рекуперированного пластика в полимер пищевого качества путем удаления загрязнений, поддерживая рециркуляцию по замкнутому циклу.Эта технология была проверена для rPET из прозрачных бутылок (WRAP 2008 b ), а совсем недавно для rHDPE из молочных бутылок (WRAP 2006).

Итак, хотя более десяти лет назад переработка пластмасс без субсидий была в основном жизнеспособной только из постиндустриальных отходов или в местах, где стоимость альтернативных форм утилизации была высокой, теперь она становится все более жизнеспособной в гораздо более широком географическом масштабе, и для бытовых отходов.

7. Текущие тенденции в переработке пластика

В Западной Европе образование пластиковых отходов растет примерно на 3 процента в год, что примерно соответствует долгосрочному экономическому росту, в то время как объем механической переработки резко увеличивался со скоростью примерно 7 процентов годовых.Однако в 2003 году это по-прежнему составляло лишь 14,8% образовавшихся пластиковых отходов (из всех источников). Вместе с рециркуляцией сырья (1,7 процента) и рекуперацией энергии (22,5 процента) это составило примерно 39 процентов от 21,1 миллиона тонн пластиковых отходов, образовавшихся в 2003 году (). Эта тенденция к увеличению как механической переработки, так и рекуперации энергии продолжается, хотя это тенденция к увеличению образования отходов.

Объемы пластиковых отходов, вывозимых на свалки и собираемых различными методами в Западной Европе, 1993–2003 гг. (APME 2004).

8. Проблемы и возможности для улучшения переработки пластмасс

Эффективная переработка смешанных пластиковых отходов — следующая серьезная задача для сектора переработки пластмасс. Преимущество заключается в возможности рециркулировать большую часть потока пластиковых отходов за счет расширения сбора пластиковой упаковки после потребителя, чтобы охватить более широкий спектр материалов и типов упаковки. Дизайн продукта для вторичной переработки имеет большой потенциал, чтобы помочь в таких усилиях по вторичной переработке. Исследование, проведенное в Великобритании, показало, что количество упаковки в обычной корзине для покупок, которая, даже если она собрана, не может быть эффективно переработана, колеблется от 21 до 40% (Ассоциация местного самоуправления (Великобритания) 2007).Следовательно, более широкая реализация политики, способствующей использованию в промышленности принципов экологического дизайна, может иметь большое влияние на эффективность переработки, увеличивая долю упаковки, которую можно экономично собирать и вывозить со свалки (см. Shaxson et al. 2009). Та же логика применима к потребительским товарам длительного пользования, предназначенным для разборки, вторичной переработки, и спецификации использования переработанных смол являются ключевыми действиями для увеличения вторичной переработки.

Большинство схем сбора после потребителя предназначены для жесткой упаковки, поскольку гибкая упаковка имеет тенденцию быть проблематичной на этапах сбора и сортировки.Большинство современных предприятий по рекуперации материалов испытывают трудности с обращением с гибкой пластиковой упаковкой из-за различных характеристик обращения с жесткой упаковкой. Низкое соотношение веса к объему пленок и пластиковых пакетов также снижает экономическую целесообразность инвестирования в необходимые объекты для сбора и сортировки. Однако в настоящее время пластиковая пленка перерабатывается из источников, включая вторичную упаковку, такую ​​как термоусадочная пленка для поддонов и ящиков, а также некоторые сельскохозяйственные пленки, так что это возможно при правильных условиях.Подходы к увеличению объемов вторичной переработки пленок и гибкой упаковки могут включать раздельный сбор или инвестиции в дополнительные сортировочные и перерабатывающие предприятия на предприятиях по утилизации смешанных пластиковых отходов. Для успешной переработки смешанных пластмасс необходимо выполнять высокопроизводительную сортировку исходных материалов, чтобы гарантировать, что типы пластмасс разделяются до высокого уровня чистоты; однако существует потребность в дальнейшем развитии конечных рынков для каждого потока рециклатов полимеров.

Эффективность вторичной переработки упаковки после потребителя могла бы быть значительно увеличена, если бы разнообразие материалов было рационализировано до подмножества текущего использования. Например, если все жесткие пластиковые контейнеры, от бутылок, банок до лотков, были из ПЭТ, ПНД и ПП, без прозрачного ПВХ или ПС, которые проблематично отсортировать от смешанных вторсырья, тогда вся жесткая пластиковая упаковка могла бы быть собрана и отсортирована. производить переработанные смолы с минимальным перекрестным загрязнением. Потери отбракованного материала и стоимость переработанных смол будут увеличены.Кроме того, следует выбирать этикетки и клейкие материалы, чтобы обеспечить максимальную эффективность вторичной переработки. Улучшения в сортировке / разделении на предприятиях по переработке отходов дают дополнительный потенциал как для увеличения объемов переработки, так и для повышения экологической эффективности за счет снижения фракций отходов, использования энергии и воды (см. §3). Целью должно быть максимальное увеличение объема и качества переработанных смол.

9. Выводы

Таким образом, вторичная переработка является одной из стратегий управления отходами пластиковых изделий в конце срока их службы.Это имеет смысл как с экономической, так и с экологической точек зрения, и последние тенденции демонстрируют существенное увеличение скорости восстановления и переработки пластиковых отходов. Эти тенденции, вероятно, сохранятся, но все еще существуют некоторые серьезные проблемы, связанные как с технологическими факторами, так и с проблемами экономического или социального поведения, связанными со сбором рециркулируемых отходов и заменой первичного материала.

Переработка более широкого ассортимента пластиковой упаковки после потребителя, а также пластиковых отходов от потребительских товаров и ПЗВ позволит в дальнейшем улучшить показатели утилизации пластиковых отходов и их утечки со свалок.В сочетании с усилиями по увеличению использования и спецификации переработанных сортов в качестве замены первичного пластика переработка пластиковых отходов является эффективным способом улучшения экологических показателей полимерной промышленности.

Ссылки

  • ACRR 2004 Руководство по надлежащей практике переработки пластиковых отходов Брюссель, Бельгия: Ассоциация городов и регионов по переработке [Google Scholar]
  • Агуадо Дж., Серрано Д. П., Сан-Мигель Г. 2007 Европейские тенденции в переработке пластикового сырья отходы.Global NEST J. 9, 12–19 [Google Scholar]
  • Andrady A.1994 Оценка биоразложения синтетических полимеров в окружающей среде. Polym. Ред. 34, 25–76 (doi: 10.1080 / 15321799408009632) [Google Scholar]
  • Андради А., 2003 г. Учебник по окружающей среде. В «Пластмассы и окружающая среда» (под ред. Андради А.), стр. 3–76. Хобокен, штат Нью-Джерси: Wiley Interscience [Google Scholar]
  • Андради А. Л., Нил М. А. 2009. Применение и социальные преимущества пластмасс. Фил. Пер. R. Soc. B 364, 1977–1984 (DOI: 10.1098 / rstb.2008.0304) [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • APME 2004 Анализ потребления и восстановления пластмасс в Европе Брюссель, Бельгия: Европейская ассоциация производителей пластмасс [Google Scholar]
  • Arena U., Mastellone М., Перуджини Ф. 2003 Оценка жизненного цикла системы переработки пластиковой упаковки. Int. J. Оценка жизненного цикла. 8, 92–98 (doi: 10.1007 / BF02978432) [Google Scholar]
  • Арванитояннис И., Босня Л., 2001 г. Вторичная переработка полимерных материалов, используемых для упаковки пищевых продуктов: текущее состояние и перспективы.Food Rev. Int. 17, 291–346 (doi: 10.1081 / FRI-100104703) [Google Scholar]
  • Стандарт ASTM D5033 2000 Стандартное руководство по разработке стандартов ASTM, относящихся к переработке и использованию переработанных пластиков Вест Коншохокен, Пенсильвания: ASTM International; (DOI: 10.1520 / D5033-00) [Google Scholar]
  • Британская федерация пластмасс. Расход масла. 2008. См. Http://www.bpf.co.uk/Oil_Consuming.aspx. (20 октября 2008 г.)
  • Барнс Д. К., Галгани Ф., Томпсон Р. С., Барлаз М. 2009 Накопление и фрагментация пластикового мусора в глобальной окружающей среде.Фил. Пер. R. Soc. B 364, 1985–1998 (doi: 10.1098 / rstb.2008.0205) [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Чанда М., Рой С. Справочник по пластиковым технологиям, 4-е изд. Бока-Ратон, Флорида: CRC Press [Google Ученый]
  • DEFRA 2007 Информационные бюллетени по стратегии утилизации отходов. См. Http://www.defra.gov.uk/environment/waste/strategy/factsheets/landfilltax.htm (26 ноября 2008 г.)
  • Министерство окружающей среды и охраны окружающей среды (NSW) 2005 г. Преимущества утилизации Австралия: Parramatta [Google Scholar]
  • Департамент окружающей среды и наследия (Австралия) 2008 Пластиковые пакеты.См. Http://www.ephc.gov.au/ephc/plastic_bags.html (26 ноября 2008 г.)
  • Департамент окружающей среды и местного самоуправления (Ирландия), 2007 г. Пластиковые пакеты. См. Http://www.environ.ie/en/Environment/Waste/PlasticBags (26 ноября 2008 г.)
  • Дрелих Дж., Пейн Дж., Ким Т., Миллер Дж. 1998 г. Селективная пенная флотация ПВХ из смесей ПВХ / ПЭТ для индустрии переработки пластмасс. Polym. Англ. Sci. 38, 1378 (doi: 10.1002 / pen.10308) [Google Scholar]
  • EEA 2008 Лучшее управление муниципальными отходами приведет к сокращению выбросов парниковых газов Копенгаген, Дания: Европейское агентство по окружающей среде [Google Scholar]
  • Фишер М.2003 Переработка пластмасс. In Plastics and the environment (ed. Andrady A.), pp. 563–627 Hoboken, NJ: Wiley Interscience [Google Scholar]
  • Fletcher B., Mackay M.1996 Модель переработки пластмасс: снижает ли переработка количество отходов ? Ресурс. Консерв. Recycling 17, 141–151 (doi: 10.1016 / 0921-3449 (96) 01068-3) [Google Scholar]
  • Frosch R., Gallopoulos N.1989 Стратегии производства. Sci. Являюсь. 261, 144–152 [Google Scholar]
  • Гарфорт А., Али С., Эрнандес-Мартинес Дж., Аках А. 2004 Переработка сырья из полимерных отходов. Curr. Opin. Solid State Mater. Sci. 8, 419–425 (doi: 10.1016 / j.cossms.2005.04.003) [Google Scholar]
  • Gilpin R., Wagel D., Solch J.2003 Производство, распределение и судьба полихолорированных дибензо-пара-диоксинов, дибензофуранов , и родственные галогенорганические соединения в окружающей среде. В «Диоксины и здоровье» (ред. Шектер А., Гасевич Т.), 2-е изд. Хобокен, штат Нью-Джерси: John Wiley & Sons Inc [Google Scholar]
  • Грегори М.Р., 2009 г. Экологические последствия пластикового мусора в морских условиях — запутывание, проглатывание, удушение, вешалки -он, автостоп и инопланетные нашествия.Фил. Пер. R. Soc. B 364, 2013–2025 (doi: 10.1098 / rstb.2008.0265) [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Институт местного самообеспечения 2002 г. Опыт Западной Европы с многоразовыми контейнерами для напитков. См. Http://www.grrn.org/beverage/refillables/Europe.html (26 ноября 2008 г.)
  • Кирику И., Бриасулис Д. 2007 Биодеградация сельскохозяйственных пластиковых пленок: критический обзор. J. Polym. Environ. 15, 125–150 (doi: 10.1007 / s10924-007-0053-8) [Google Scholar]
  • Ассоциация местных органов власти (Великобритания) 2007 Война с отходами: исследование упаковки пищевых продуктов Великобритания: Местные органы власти [Google Scholar]
  • Marques G ., Tenorio J.2000 Использование пенной флотации для разделения смесей ПВХ / ПЭТ. Waste Management 20, 265–269 (doi: 10.1016 / S0956-053X (99) 00333-5) [Google Scholar]
  • McDonough W., Braungart M.2002 От колыбели до колыбели: изменение способа производства вещей Нью-Йорк, Нью-Йорк: North Point Press [Google Scholar]
  • Моррис Дж.1996 Утилизация против сжигания: анализ энергосбережения. J. Hazard. Матер. 47, 277–293 (doi: 10.1016 / 0304-3894 (95) 00116-6) [Google Scholar]
  • NEPC 2001 Отчет NEPC о выполнении Национальной меры по охране окружающей среды (использованные упаковочные материалы) в Новом Южном Уэльсе.Аделаида, Австралия: Совет по охране окружающей среды и наследию [Google Scholar]
  • Oehlmann J., et al. 2009 Критический анализ биологического воздействия пластификаторов на дикую природу. Фил. Пер. R. Soc. B 364, 2047–2062 (doi: 10.1098 / rstb.2008.0242) [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Park C.-H., Jeon H.-S., Park K.2007 Удаление ПВХ из смешанного пластмассы путем трибоэлектростатической сепарации. J. Hazard. Матер. 144, 470–476 (doi: 10.1016 / j.jhazmat.2006.10.060) [PubMed] [Google Scholar]
  • Патель М., фон Тьенен Н., Йохем Э., Уоррелл Э. 2000. Вторичная переработка пластмасс в Германии. Ресурс., Консерв. Recycling 29, 65–90 (doi: 10.1016 / S0921-3449 (99) 00058-0) [Google Scholar]
  • Perugini F., Mastellone M., Arena U.2005A Оценка жизненного цикла вариантов механической переработки и переработки сырья для управления отходов пластиковой упаковки. Environ. Прогр. 24, 137–154 (doi: 10.1002 / ep.10078) [Google Scholar]
  • PlasticsEurope 2008aЭко-профили европейской индустрии пластмасс. Брюссель, Бельгия: PlasticsEurope; См. Http: // lca.plasticseurope.org/index.htm (1 ноября 2008 г.) [Google Scholar]
  • PlasticsEurope 2008b Неопровержимые факты о пластмассах 2007: анализ производства пластмасс, спроса и восстановления в 2007 году в Европе. Брюссель, Бельгия: PlasticsEurope [Google Scholar]
  • Ребеиз К., Craft A.1995 Управление пластиковыми отходами в строительстве: технологические и институциональные вопросы. Ресурс., Консерв. Recycling 15, 245–257 (doi: 10.1016 / 0921-3449 (95) 00034-8) [Google Scholar]
  • Ryan P. G., Moore C.Дж., Ван Франекер Дж. А., Молони К. Л. 2009 Мониторинг количества пластикового мусора в морской среде. Фил. Пер. R. Soc. B 364, 1999–2012 (doi: 10.1098 / rstb.2008.0207) [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Шаксон Л. 2009 Структурирование политических проблем для пластмасс, окружающей среды и здоровья человека: размышления из Великобритании. Фил. Пер. R. Soc. B 364, 2141–2151 (doi: 10.1098 / rstb.2008.0283) [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Sinha V., Patel M., Patel J.2008 Управление отходами ПЭТ путем химической переработки: обзор. J. Polym. Environ. (DOI: 10.1007 / s10924-008-0106-7) [Google Scholar]
  • Soetaert W., Vandamme E.2006 Влияние промышленной биотехнологии. Biotechnol. J. 1, 756–769 (doi: 10.1002 / biot.200600066) [PubMed] [Google Scholar]
  • Сонг Дж. Х., Мерфи Р. Дж., Нараян Р., Дэвис Г. Б. Биоразлагаемые и компостируемые альтернативы обычным пластмассам. Фил. Пер. R. Soc. B 364, 2127–2139 (doi: 10.1098 / rstb.2008.0289) [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Swift G., Wiles D.2004 Разлагаемые полимеры и пластмассы на свалках. Энциклопедия Полим. Sci. Technol. 9, 40–51 [Google Scholar]
  • Teuten E. L., et al. 2009 г. Транспортировка и выброс химических веществ из пластмасс в окружающую среду и дикую природу. Фил. Пер. R. Soc. B 364, 2027–2045 (doi: 10.1098 / rstb.2008.0284) [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Томпсон Р. К., Свон С. Х., Мур К. Дж., Вом Заал Ф. С. 2009a Наш пластический век. Фил. Пер. R. Soc. B 364, 1973–1976 (DOI: 10.1098 / rstb.2009.0054) [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Томпсон Р. К., Мур К. Дж., Вом Заал Ф. С., Свон С. Х. 2009b Пластмасса, окружающая среда и здоровье человека: текущий консенсус и будущие тенденции. Фил. Пер. R. Soc. B 364, 2153–2166 (doi: 10.1098 / rstb.2009.0053) [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Uhde Inventa-Fischer 2007 Хлопья в смолу (FTR) — переработка с одобрения FDA. См. Http://www.uhde-inventa-fischer.com/ (3 ноября 2008 г.)
  • Waste Watch 2003 Пластмассы в экономике Великобритании Лондон, Великобритания: Waste Watch & Recoup [Google Scholar]
  • WBCSD 2000Экоэффективность: создание большего значение с меньшим воздействием.См. Http://www.wbcsd.org/includes/getTarget.asp?type=d&id=ODkwMQ (1 ноября 2008 г.)
  • West D.2007 Контейнерные депозиты: подход здравого смысла v.2.1 Сидней, Австралия: Альянс Boomerang [ Google Scholar]
  • WRAP 2006 Процесс рециркуляции HDPE пищевого качества WRAP: коммерческое технико-экономическое обоснование Лондон, Великобритания: Программа действий по утилизации отходов и ресурсов [Google Scholar]
  • WRAP 2007. Согласно ежегодному исследованию сбора пластмасс местными властями 2007 года Лондон, Великобритания: планы действий по сокращению отходов [Google Scholar]
  • WRAP 2008aВнутренняя упаковка из смешанного пластика: варианты обращения с отходами Лондон, Великобритания: Программа действий в области отходов и ресурсов [Google Scholar]
  • WRAP 2008b Крупномасштабная демонстрация жизнеспособности переработанного ПЭТ (rPET) в розничной упаковке.http://www.wrap.org.uk/retail/case_studies_research/rpet_retail.html.
  • WRAP 2008cLCA вариантов управления смешанными отходами пластмасс Лондон, Великобритания: Программа действий по отходам и ресурсам, MDP017 [Google Scholar]
  • WRAP 2008dОбследование по сбору пластмасс местными властями Лондон, Великобритания: Программа действий с отходами и ресурсами [Google Scholar]
  • WRAP 2008eStudy показывает влияние углерода на розлив австралийского вина в Великобритании в ПЭТ и стеклянные бутылки. См. Http://www.wrap.org.uk/wrap_corporate/news/study_reveals_carbon.html (19 октября 2008 г.)

Переработка пластмасс: проблемы и возможности

Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2009 27 июля; 364 (1526): 2115–2126.

Jefferson Hopewell

1 Eco Products Agency, 166 Park Street, Fitzroy North 3068, Australia

Robert Dvorak

2 Nextek Ltd, Level 3, 1 Quality Court, Chancery Lane, London WC2A 1HR, UK

HR, UK

Эдвард Косиор

2 Nextek Ltd, Level 3, 1 Quality Court, Chancery Lane, London WC2A 1HR, UK

1 Eco Products Agency, 166 Park Street, Fitzroy North 3068, Австралия

2 Nextek Ltd, Level 3, 1 Quality Court, Chancery Lane, London WC2A 1HR, UK

Эта статья цитируется в других статьях в PMC.

Abstract

Пластмассы — недорогие, легкие и прочные материалы, из которых можно легко изготавливать различные продукты, которые находят применение в самых разных сферах применения. Как следствие, производство пластмасс за последние 60 лет заметно увеличилось. Однако нынешние уровни их использования и утилизации создают несколько экологических проблем. Около 4% мировой добычи нефти и газа, невозобновляемых ресурсов, используется в качестве сырья для пластмасс, а еще 3–4% расходуется на обеспечение энергии для их производства.Большая часть пластика, производимого каждый год, используется для изготовления одноразовой упаковки или других недолговечных продуктов, которые выбрасываются в течение года после изготовления. Одни только эти два наблюдения указывают на то, что наше нынешнее использование пластмасс не является устойчивым. Кроме того, из-за долговечности используемых полимеров значительное количество выброшенных пластмасс с истекшим сроком службы накапливается в виде мусора на свалках и в естественной среде обитания по всему миру.

Вторичная переработка является одним из наиболее важных действий, доступных в настоящее время для уменьшения этих воздействий, и представляет собой одну из наиболее динамично развивающихся областей в индустрии пластмасс.Переработка дает возможность снизить потребление масла, выбросы углекислого газа и количество отходов, требующих утилизации. Здесь мы вкратце сравниваем переработку отходов с другими стратегиями сокращения отходов, а именно с сокращением использования материалов за счет сокращения объемов производства или повторного использования продуктов, использования альтернативных биоразлагаемых материалов и рекуперации энергии в качестве топлива.

Хотя пластмассы перерабатываются с 1970-х годов, количество перерабатываемых материалов варьируется географически, в зависимости от типа пластика и его применения.В ряде стран за последние десятилетия переработка упаковочных материалов быстро расширилась. Достижения в области технологий и систем для сбора, сортировки и переработки пригодных для вторичной переработки пластмасс создают новые возможности для вторичной переработки, и благодаря совместным действиям общественности, промышленности и правительств можно будет направить большую часть пластиковых отходов со свалок на переработку. следующие десятилетия.

Ключевые слова: переработка пластмасс, пластиковая упаковка, воздействие на окружающую среду, управление отходами, химическая переработка, рекуперация энергии

1.Введение

Промышленность пластмасс значительно развивалась с момента изобретения различных способов производства полимеров из нефтехимических источников. Пластмассы имеют существенные преимущества с точки зрения их малого веса, долговечности и более низкой стоимости по сравнению со многими другими типами материалов (Andrady & Neal 2009; Thompson et al. 2009 a ). Мировое производство полимеров оценивается в 260 миллионов метрических тонн в год в 2007 году для всех полимеров, включая термопласты, термореактивные пластмассы, клеи и покрытия, но не синтетические волокна (PlasticsEurope 2008 b ).Это указывает на исторический темп роста около 9 процентов в год. Термопластические смолы составляют около двух третей этого производства, и их использование растет примерно на 5 процентов в год. глобально (Andrady 2003).

Сегодня пластмассы почти полностью производятся из нефтехимических продуктов, производимых из ископаемых нефти и газа. Около 4% годовой добычи нефти превращается непосредственно в пластмассу из нефтехимического сырья (Британская федерация пластмасс, 2008 г.). Поскольку производство пластмасс также требует энергии, на их производство приходится потребление аналогичного дополнительного количества ископаемого топлива.Однако можно также утверждать, что использование легких пластиков может сократить использование ископаемого топлива, например, в транспортных приложениях, когда пластики заменяют более тяжелые традиционные материалы, такие как сталь (Andrady & Neal 2009; Thompson et al. 2009 b ). .

Примерно 50% пластмасс используется для одноразовых изделий, таких как упаковка, сельскохозяйственная пленка и одноразовые потребительские товары, от 20 до 25% — для долгосрочной инфраструктуры, такой как трубы, покрытия кабелей и конструкционные материалы, а также оставшаяся часть для потребительских приложений длительного пользования с промежуточным сроком службы, например, в электронных товарах, мебели, транспортных средствах и т. д.В 2007 году в Европейском союзе (ЕС) образовалось 24,6 миллиона тонн пластиковых отходов после потребления (PlasticsEurope 2008 b ). представляет разбивку потребления пластмасс в Великобритании в 2000 г. и вклад в образование отходов (Waste Watch 2003). Это подтверждает, что упаковка является основным источником пластиковых отходов, но очевидно, что другие источники, такие как отработанное электронное и электрическое оборудование (WEEE) и отслужившие свой срок автомобили (ELV), становятся значительными источниками пластиковых отходов.

Таблица 1.

Потребление пластмасс и образование отходов по секторам в Великобритании в 2000 году (Waste Watch 2003).

90 093
использование
 отходы
ктонн (%) ктонн (%)
упаковка 1640 37 1640 58
коммерческое и промышленное 490
домашнее хозяйство 1150
строительство и строительство 1050 24 284 10
структурные 800 49
неструктурные 250 235
электрика и электроника 355 8 200 7
мебель и предметы домашнего обихода 335 8 200 a 7
автомобилестроение и транспорт 335 8 150 5
сельское хозяйство и садоводство 310 7 93 3
прочие 425 10 255 a 9
всего 4450 2820

Поскольку пластмассы производятся серийно только около 60 лет, их долговечность в окружающей среде с уверенностью неизвестна.Большинство видов пластмасс не поддаются биологическому разложению (Andrady, 1994) и на самом деле чрезвычайно долговечны, и поэтому большинство полимеров, производимых сегодня, прослужат по крайней мере десятилетия, а возможно, столетия, если не тысячелетия. Даже разлагаемый пластик может сохраняться в течение значительного времени в зависимости от местных факторов окружающей среды, поскольку скорость разложения зависит от физических факторов, таких как уровни воздействия ультрафиолетового света, кислорода и температуры (Swift & Wiles 2004), в то время как биоразлагаемые пластики требуют наличия подходящих микроорганизмы.Следовательно, темпы разложения значительно различаются между свалками, наземной и морской средой (Kyrikou & Briassoulis 2007). Даже когда пластмассовый предмет разрушается под воздействием атмосферных воздействий, он сначала распадается на более мелкие кусочки пластикового мусора, но сам полимер не обязательно может полностью разрушиться в течение значимого периода времени. Как следствие, на свалках и в виде мусора в естественной среде накапливается значительное количество пластика, отслужившего свой срок, что приводит как к проблемам с утилизацией отходов, так и к ущербу окружающей среде (см. Barnes et al. 2009; Григорий 2009; Oehlmann et al. 2009; Райан и др. 2009; Teuten et al. 2009; Томпсон и др. 2009 b ).

Переработка, несомненно, является стратегией управления отходами, но ее также можно рассматривать как один из текущих примеров реализации концепции промышленной экологии, в то время как в естественной экосистеме нет отходов, а есть только продукты (Frosch & Gallopoulos 1989; McDonough & Braungart 2002). Переработка пластмасс — это один из методов снижения воздействия на окружающую среду и истощения ресурсов.По сути, высокие уровни рециркуляции, такие как сокращение использования, повторное использование и ремонт или переработка, могут обеспечить определенный уровень обслуживания продукта с меньшими материальными затратами, чем потребовалось бы в противном случае. Таким образом, переработка может снизить потребление энергии и материалов на единицу продукции и, таким образом, повысить экологическую эффективность (WBCSD 2000). Тем не менее, следует отметить, что способность поддерживать любой остаточный уровень материальных затрат, а также затраты энергии и эффекты внешних воздействий на экосистемы будут определять окончательную устойчивость всей системы.

В этой статье мы рассмотрим существующие системы и технологии переработки пластмасс, доказательства экологической эффективности переработки пластмасс на протяжении жизненного цикла и кратко рассмотрим связанные с этим вопросы экономического и общественного интереса. Мы сосредоточимся на производстве и утилизации упаковки, так как это крупнейший источник пластиковых отходов в Европе и область значительного расширения инициатив по переработке в последнее время.

2. Управление отходами: обзор

Даже в пределах ЕС существует широкий спектр приоритетов управления отходами для общего потока твердых бытовых отходов (ТБО), от тех, которые в значительной степени ориентированы на захоронение отходов, до тех, которые ориентированы на сжигание () — производительность рециркуляции также значительно различается.Среднее количество ТБО, образующихся в ЕС, составляет 520 кг на человека в год и, по прогнозам, увеличится до 680 кг на человека в год к 2020 году (EEA 2008). В Великобритании общее использование пластика как в бытовой, так и в коммерческой упаковке составляет около 40 кг на человека в год, следовательно, оно составляет примерно 7-8% по весу, но составляет большую долю по объему от потока ТБО (Waste Watch 2003).

Темпы механической переработки и рекуперации энергии как стратегии управления отходами пластмасс в европейских странах (PlasticsEurope 2008 b ).

Вообще говоря, пластмассовые отходы утилизируются, когда они вывозятся со свалок или засоряются. Пластиковая упаковка особенно заметна как мусор из-за легкости как гибкого, так и жесткого пластика. Количество материала, попадающего в систему управления отходами, можно, в первом случае, уменьшить за счет действий, которые уменьшают использование материалов в продуктах (например, замена тяжелых форматов упаковки на более легкие или уменьшение объема упаковки). Разработка продуктов, позволяющих повторно использовать, отремонтировать или переработать, приведет к тому, что меньше продуктов попадет в поток отходов.

После того, как материал попадает в поток отходов, переработка — это процесс использования регенерированного материала для производства нового продукта. Для органических материалов, таких как пластмассы, концепция рекуперации также может быть расширена за счет рекуперации энергии, когда теплотворная способность материала используется путем контролируемого сжигания в качестве топлива, хотя это приводит к меньшим общим экологическим характеристикам, чем рекуперация материалов, как это происходит. не снижает спроса на новый (первичный) материал. Такое мышление лежит в основе стратегии 4Rs на языке обращения с отходами — в порядке уменьшения экологической желательности — сокращения, повторного использования, рециркуляции (материалов) и рекуперации (энергии), при этом захоронение отходов является наименее желательной стратегией управления.

Также вполне возможно, чтобы один и тот же полимер проходил каскад через несколько стадий, например. производства в контейнер многократного использования, который, попав в поток отходов, собирается и перерабатывается в долговременное применение, которое, в свою очередь, превращается в отходы, а затем восстанавливается для получения энергии.

(a) Свалка

Свалка — это традиционный подход к управлению отходами, но в некоторых странах места для свалок становится все меньше. Хорошо управляемая свалка приводит к ограниченному непосредственному ущербу окружающей среде, помимо воздействия сбора и транспортировки, хотя существуют долгосрочные риски загрязнения почвы и грунтовых вод некоторыми добавками и побочными продуктами распада пластмасс, которые могут стать стойкими органическими загрязнителями. (Oehlmann et al. 2009; Teuten и др. . 2009 г.). Главный недостаток свалок с точки зрения устойчивости заключается в том, что материальные ресурсы, используемые для производства пластика, не восстанавливаются — поток материалов является линейным, а не циклическим. В Великобритании применяется налог на захоронение отходов, который в настоящее время будет повышаться каждый год до 2010 года, чтобы усилить стимул для перенаправления отходов с полигонов на такие меры по рекультивации, как переработка (DEFRA 2007).

(b) Сжигание и рекуперация энергии

Сжигание снижает потребность в захоронении пластмассовых отходов, однако есть опасения, что при этом в атмосферу могут попасть опасные вещества.Например, ПВХ и галогенированные добавки обычно присутствуют в смешанных пластиковых отходах, что приводит к риску выброса диоксинов, других полихлорированных бифенилов и фуранов в окружающую среду (Gilpin et al. 2003). Как следствие, прежде всего, этого предполагаемого риска загрязнения, сжигание пластика менее распространено, чем захоронение отходов и механическая переработка в качестве стратегии управления отходами. Заметными исключениями являются Япония и некоторые европейские страны, такие как Дания и Швеция, с обширной инфраструктурой мусоросжигательного завода для обращения с ТБО, включая пластмассы.

Сжигание можно использовать с восстановлением части энергии, содержащейся в пластике. Рекуперируемая полезная энергия может значительно варьироваться в зависимости от того, используется ли она для выработки электроэнергии, комбинированного производства тепла и электроэнергии или в качестве топлива из твердых отходов для заправки доменных печей или цементных печей. Также возможно сжижение до дизельного топлива или газификация посредством пиролиза (Arvanitoyannis & Bosnea 2001), и интерес к этому подходу для производства дизельного топлива возрастает, предположительно из-за роста цен на нефть.Процессы рекуперации энергии могут быть наиболее подходящим способом работы с сильно смешанным пластиком, таким как некоторые электронные и электрические отходы и остатки автомобильного измельчителя.

(c) Уменьшение стоимости

Уменьшение количества упаковки, используемой на единицу, уменьшит объем отходов. Экономика диктует, что большинство производителей уже будут использовать материал, близкий к минимуму, необходимому для данного приложения (но см. Thompson et al. 2009 b ,). Однако этот принцип противоречит эстетике, удобству и маркетинговым преимуществам, которые могут привести к чрезмерному использованию упаковки, а также эффекту существующих инвестиций в инструменты и производственный процесс, что также может привести к чрезмерной упаковке некоторых продуктов.

(d) Повторное использование пластиковой упаковки

Сорок лет назад повторное использование бытовой упаковки в виде стеклянных бутылок и банок было обычным явлением. Ограничения для более широкого применения повторного использования жестких контейнеров, по крайней мере, частично связаны с логистикой, когда точки распределения и сбора находятся на удалении от централизованных заводов по розливу продуктов, что приведет к значительным расстояниям обратной транспортировки. Кроме того, широкий ассортимент контейнеров и упаковок для брендов и маркетинговых целей делает менее возможным прямой возврат и повторное наполнение.Схемы возврата и повторного наполнения существуют в нескольких европейских странах (Institute for Local Self-Reliance 2002), включая бутылки из ПЭТ, а также стекло, но в других странах они обычно считаются нишевым видом деятельности для местных предприятий, а не реалистичной крупномасштабной стратегией. уменьшить количество отходов упаковки.

Существуют значительные возможности для повторного использования пластмасс, используемых для перевозки товаров, а также для потенциального повторного использования или повторного производства некоторых пластиковых компонентов в дорогостоящих потребительских товарах, таких как автомобили и электронное оборудование.Это очевидно в промышленных масштабах с повторным использованием контейнеров и поддонов при транспортировке (см. Thompson et al. 2009 b ). Также наблюдается некоторый переход от одноразовых пластиковых пакетов для переноски к многоразовым пакетам, как из-за программ добровольного изменения поведения, как в Австралии (Департамент окружающей среды и наследия (Австралия), 2008 г.), так и вследствие принятия законодательства, например сборы с пластиковых пакетов в Ирландии (Департамент экологического наследия и местного самоуправления (Ирландия), 2007 г.) или недавний запрет на легкие сумки-переноски, например, в Бангладеш и Китае.

(e) Рециклинг пластмасс

Терминология рециркуляции пластмасс сложна и иногда сбивает с толку из-за широкого диапазона операций по рециркуляции и рекуперации (). Они включают четыре категории: первичные (механическая переработка в продукт с эквивалентными свойствами), вторичные (механическая переработка в продукты, требующие более низких свойств), третичные (восстановление химических компонентов) и четвертичные (восстановление энергии). Первичная переработка часто называется переработкой с замкнутым циклом, а вторичная переработка — понижением.Третичная рециркуляция описывается как химическая рециркуляция или рециркуляция сырья и применяется, когда полимер деполимеризуется до его химических составляющих (Fisher 2003). Четвертичная переработка — это регенерация энергии, энергия из отходов или валоризация. Биоразлагаемые пластмассы также можно компостировать, и это еще один пример третичной переработки, которая также описывается как органическая или биологическая переработка (см. Song et al. , 2009).

Таблица 2.

Терминология, используемая в различных типах переработки и рекуперации пластмасс.

Определения ASTM D5033 эквивалент ISO 15270 (проект) определения другие эквивалентные термины
первичная переработка механическая переработка замкнутая переработка
вторичная переработка механическая переработка понижение рейтинга
третичная переработка химическая переработка переработка сырья
четвертичная переработка рекуперация энергии повышение стоимости

Теоретически возможно переработать большую часть термопластов в замкнутом цикле, однако, В пластиковой упаковке часто используется широкий спектр различных полимеров и других материалов, таких как металлы, бумага, пигменты, чернила и клеи, что усложняет задачу.Рециркуляция с замкнутым контуром наиболее практична, когда полимерный компонент может быть (i) эффективно отделен от источников загрязнения и (ii) стабилизирован против разложения во время переработки и последующего использования. В идеале поток пластиковых отходов для переработки также должен состоять из полимеров узкого диапазона марок, чтобы уменьшить сложность прямой замены первичной смолы. Например, все бутылки из ПЭТ изготавливаются из одинаковых сортов ПЭТ, подходящих как для процесса производства бутылок, так и для переработки в полиэфирное волокно, в то время как ПЭВП, используемый для выдувного формования бутылок, менее подходит для литья под давлением.В результате единственными частями потока бытовых пластиковых отходов, которые обычно перерабатываются строго по замкнутому циклу, являются прозрачные бутылки из ПЭТ, а в последнее время в Великобритании — молочные бутылки из ПЭНД. Пластиковые отходы до потребителя, такие как промышленная упаковка, в настоящее время перерабатываются в большей степени, чем упаковка после потребителя, поскольку они относительно чисты и доступны из меньшего числа источников относительно большего объема. Однако объемы бытовых отходов почти в пять раз превышают объемы, образующиеся в торговле и промышленности (Patel et al. 2000), и поэтому для достижения высоких общих показателей рециркуляции как бытовые, так и постиндустриальные отходы должны быть собраны и переработаны.

В некоторых случаях регенерированный пластик, который не подходит для вторичного использования в предыдущем применении, используется для изготовления нового пластикового продукта, вытесняющего всю или часть первичной полимерной смолы — это также можно рассматривать как первичную переработку. Примерами являются пластиковые ящики и контейнеры, изготовленные из полиэтилена высокой плотности, извлеченного из молочных бутылок, и волокна ПЭТ из восстановленной упаковки из ПЭТ.Понижение статуса — это термин, который иногда используется для вторичной переработки, когда регенерированный пластик помещается в приложение, которое обычно не использует первичный полимер, например. «Пластиковые пиломатериалы» в качестве альтернативы более дорогостоящим / более коротким лесоматериалам, это вторичная переработка (стандарт ASTM D5033).

Химическая переработка или переработка сырья имеет преимущество в том, что извлекают нефтехимические составляющие полимера, которые затем можно использовать для повторного производства пластмассы или для производства других синтетических химикатов. Однако, несмотря на то, что это технически осуществимо, в целом было сочтено, что это неэкономично без значительных субсидий из-за низкой цены на сырье для нефтехимии по сравнению с производственными и технологическими затратами, понесенными для производства мономеров из пластиковых отходов (Patel et al. 2000). Это неудивительно, поскольку это эффективно обращает вспять энергоемкую полимеризацию, ранее проводившуюся при производстве пластмасс.

Переработка полиолефинов посредством термического крекинга производилась в Великобритании на предприятии, первоначально построенном компанией BP, а в Германии — компанией BASF. Однако последний завод был закрыт в 1999 г. (Aguado et al. 2007). Химическая переработка ПЭТ оказалась более успешной, поскольку возможна деполимеризация в более мягких условиях.Смола ПЭТ может быть разложена гликолизом, метанолизом или гидролизом, например, для получения ненасыщенных полиэфирных смол (Sinha et al. 2008). Его также можно превратить обратно в ПЭТ, либо после деполимеризации, либо путем простой повторной подачи хлопьев ПЭТ в реактор полимеризации, это также может удалить летучие загрязнители, поскольку реакция происходит при высокой температуре и вакууме (Uhde Inventa-Fischer 2007 ).

(f) Альтернативные материалы

Биоразлагаемые пластмассы обладают потенциалом для решения ряда проблем обращения с отходами, особенно для одноразовой упаковки, которую нелегко отделить от органических отходов в общественном питании или в сельском хозяйстве.Можно включить биоразлагаемые пластмассы в аэробное компостирование или путем анаэробного сбраживания с улавливанием метана для использования энергии. Однако биоразлагаемые пластмассы также могут усложнить обращение с отходами, если они вводятся без соответствующих технических характеристик, систем обращения и просвещения потребителей. Кроме того, очевидно, что могут возникнуть серьезные проблемы с получением достаточного количества биомассы, чтобы заменить большую часть текущего потребления полимеров, поскольку только 5 процентов текущего европейского химического производства используют биомассу в качестве сырья (Soetaert & Vandamme 2006).Это большая тема, которую нельзя охватить в этой статье, за исключением того, что желательно, чтобы компостируемые и разлагаемые пластмассы были соответствующим образом маркированы и использовались таким образом, чтобы дополнять, а не компрометировать схемы управления отходами (см. Song et al . 2009 г.).

3. Системы для вторичной переработки пластика

Пластиковые материалы могут быть переработаны различными способами, и простота переработки зависит от типа полимера, дизайна упаковки и типа продукта. Например, жесткие контейнеры, состоящие из одного полимера, проще и экономичнее перерабатывать, чем многослойные и многокомпонентные упаковки.

Термопласты, включая ПЭТ, ПЭ и ПП, имеют высокий потенциал для механической переработки. Термореактивные полимеры, такие как ненасыщенный полиэфир или эпоксидная смола, не могут быть переработаны механически, за исключением потенциально повторного использования в качестве наполнителя после того, как они были уменьшены в размере или измельчены до мелких частиц или порошков (Rebeiz & Craft 1995). Это связано с тем, что термореактивные пластмассы постоянно сшиваются при производстве и поэтому не могут быть переплавлены и повторно сформированы. Переработка сшитой резины из автомобильных шин обратно в резиновую крошку для переработки в другие продукты действительно происходит, и ожидается, что она будет расти в связи с Директивой ЕС о захоронении отходов (1999/31 / EC), которая запрещает захоронение отходов шины и отходы шин.

Основная проблема при производстве переработанных смол из пластиковых отходов заключается в том, что большинство различных типов пластмасс несовместимы друг с другом из-за присущей им несмешиваемости на молекулярном уровне и различий в требованиях к переработке на макроуровне. Например, небольшое количество загрязнителя ПВХ, присутствующего в потоке рециркуляции ПЭТ, приведет к разложению переработанной смолы ПЭТ из-за выделения газообразной соляной кислоты из ПВХ при более высокой температуре, необходимой для плавления и переработки ПЭТ.И наоборот, ПЭТ в потоке рециркулируемого ПВХ будет образовывать твердые комки недиспергированного кристаллического ПЭТ, что значительно снижает ценность переработанного материала.

Следовательно, часто технически невозможно добавить регенерированный пластик к первичному полимеру без ухудшения по крайней мере некоторых качественных характеристик первичного пластика, таких как цвет, прозрачность или механические свойства, такие как ударная вязкость. В большинстве случаев переработанная смола смешивает переработанную смолу с первичной смолой — часто с полиолефиновыми пленками для некритических применений, таких как мешки для мусора, ирригационные или дренажные трубы без номинального давления, или для использования в многослойных приложениях, где переработанная смола помещается между поверхностными слоями первичной смолы.

Возможность замены вторичного пластика на первичный полимер обычно зависит от чистоты регенерированного пластикового сырья и требований к свойствам пластмассового продукта, который будет производиться. Это привело к нынешним схемам переработки бытовых отходов, которые концентрируются на наиболее легко разделяемых упаковках, таких как бутылки из-под безалкогольных напитков и воды из ПЭТ, а также бутылки из-под молока из полиэтилена высокой плотности, которые можно точно идентифицировать и отсортировать из потока смешанных отходов. . Напротив, существует ограниченная рециркуляция многослойных / многокомпонентных изделий, поскольку это приводит к загрязнению между типами полимеров.Таким образом, вторичная переработка после потребителя состоит из нескольких ключевых этапов: сбор, сортировка, очистка, уменьшение размера и разделение и / или обеспечение совместимости для уменьшения загрязнения несовместимыми полимерами.

(a) Сбор

Сбор пластиковых отходов может осуществляться по «схемам привоза» или путем сбора на обочине дороги. Схемы принесения, как правило, приводят к низким показателям собираемости при отсутствии либо решительного общественного поведения, либо схем возврата депозитов, которые налагают прямой экономический стимул для участия.Следовательно, общая тенденция заключается в сборе вторсырья путем сбора на тротуарах наряду с ТБО. Чтобы максимизировать рентабельность этих программ, большинство сборов на обочине представляют собой смешанные вторсырья (бумага / картон, стекло, алюминий, стальные и пластиковые контейнеры). Хотя схемы сбора пластиковых бутылок были очень успешными при извлечении упаковки из пластиковых бутылок из домов, с точки зрения общего потребления, как правило, восстанавливается только 30-40% пластиковых бутылок после потребителя, поскольку большая часть такой упаковки поступает от продуктов питания и напитков. потребляется вдали от дома.По этой причине важно разработать эффективные схемы сбора отходов «на ходу» и «офисная переработка», если мы хотим увеличить общий уровень сбора пластиковой упаковки.

(b) Сортировка

Сортировка смешанных жестких вторсырья осуществляется как автоматическими, так и ручными методами. Автоматической предварительной сортировки обычно достаточно, чтобы получить поток пластика, отделенный от стекла, металлов и бумаги (кроме наклеенных, например этикеток и крышек). Как правило, молочные бутылки из прозрачного ПЭТ и непигментированного ПЭНД идентифицируются положительно и выделяются из потока.Автоматическая сортировка контейнеров в настоящее время широко используется операторами предприятий по рекуперации материалов, а также многими предприятиями по переработке пластмасс. Эти системы обычно используют спектроскопию в ближней инфракрасной области с преобразованием Фурье (FT-NIR) для анализа типа полимера, а также используют системы оптического распознавания цвета для сортировки потоков на четкие и цветные фракции. С помощью оптических сортировщиков можно различать прозрачные, голубые, темно-синие, зеленые и другие цветные ПЭТ-контейнеры. Эффективность сортировки можно повысить с помощью нескольких детекторов и последовательной сортировки.Другие технологии сортировки включают обнаружение рентгеновских лучей, которое используется для разделения контейнеров из ПВХ, которые содержат 59 процентов хлора по весу и поэтому могут быть легко различимы (Arvanitoyannis & Bosnea 2001; Fisher 2003).

Большинство местных органов власти или предприятий по рекуперации материалов не собирают активно гибкую упаковку после потребителя, поскольку в настоящее время имеется недостаток в оборудовании, которое позволяет легко отделить гибкие упаковки. Многие предприятия по переработке пластика используют троммели и системы классификации воздуха на основе плотности для удаления небольших количеств гибких материалов, таких как некоторые пленки и этикетки.Однако в этой области есть разработки и новые технологии, такие как баллистические сепараторы, сложные гидроциклоны и воздушные классификаторы, которые повысят возможности восстановления гибкой упаковки после потребителя (Fisher 2003).

(c) Уменьшение размера и очистка

Жесткие пластмассы обычно измельчают до хлопьев и очищают от остатков пищи, волокон целлюлозы и клея. В моечных установках последнего поколения используется всего 2–3 м 3 воды на тонну материала, что примерно вдвое меньше, чем у предыдущего оборудования.Инновационные технологии удаления органических веществ и поверхностных загрязнений из хлопьев включают «химическую чистку», которая очищает поверхности за счет трения без использования воды.

(d) Дальнейшее разделение

После уменьшения размера может применяться ряд методов разделения. Разделение раковина / поплавок в воде может эффективно отделить полиолефины (PP, HDPE, L / LLDPE) от PVC, PET и PS. Использование различных сред может позволить отделить ПС от ПЭТ, но ПВХ нельзя удалить из ПЭТ таким образом, поскольку их диапазоны плотности перекрываются.Другие методы разделения, такие как отмучивание воздухом, также могут использоваться для удаления пленок низкой плотности с более плотных измельченных пластиков (Chandra & Roy 2007), например в удалении этикеток с ПЭТ-хлопьев.

Технологии уменьшения загрязнения ПВХ в хлопьях ПЭТ включают пенную флотацию (Drelich et al. 1998; Marques & Tenorio 2000) [Jh2], FT-NIR или рамановские эмиссионные спектроскопические детекторы для обеспечения выброса хлопьев и использования различных электростатических свойств (Park и др. 2007).Для ПЭТ-хлопьев можно использовать термические печи для выборочного разложения незначительных количеств примесей ПВХ, так как ПВХ становится черным при нагревании, что позволяет производить сортировку по цвету.

Существуют различные методы сортировки хлопьев, но традиционные системы сортировки ПЭТ преимущественно ограничиваются разделением; (i) цветные хлопья из прозрачных хлопьев ПЭТ и (ii) материалы с различными физическими свойствами, такими как плотность из ПЭТ. Новые подходы, такие как системы лазерной сортировки, могут использоваться для удаления других примесей, таких как силиконы и нейлон.

«Лазерная сортировка» использует эмиссионную спектроскопию для различения типов полимеров. Эти системы, вероятно, значительно улучшат способность разделять сложные смеси, поскольку они могут выполнять до 860 000 спектров -1 и могут сканировать каждую отдельную чешуйку. Их преимущество в том, что их можно использовать для сортировки различного черного пластика — проблема традиционных автоматических систем. Применение систем лазерной сортировки, вероятно, увеличит разделение WEEE и автомобильного пластика.Эти системы также могут разделять полимеры по типу или марке, а также могут отделять полиолефиновые материалы, такие как полипропилен, от полиэтилена высокой плотности. Тем не менее, это все еще очень новый подход, и в настоящее время он используется лишь на небольшом количестве европейских предприятий по переработке отходов.

(e) Текущие достижения в переработке пластика

Инновации в технологиях переработки за последнее десятилетие включают в себя все более надежные детекторы и сложное программное обеспечение для принятия решений и распознавания, которые в совокупности повышают точность и производительность автоматической сортировки — например, современные детекторы FT-NIR могут работать на период до 8000 ч между отказами извещателей.

Другая область инноваций заключалась в поиске более ценных приложений для вторичных полимеров в процессах с замкнутым циклом, которые могут напрямую заменить первичный полимер (см.). Например, в Великобритании с 2005 года большая часть листов ПЭТ для термоформования содержит 50–70% переработанного ПЭТ (rPET) за счет использования слоев слоев A / B / A, где внешние слои (A) представляют собой одобренную для контакта с пищевыми продуктами первичную смолу. , а внутренний слой (B) — это rPET. Пищевой rPET теперь также широко доступен на рынке для прямого контакта с пищевыми продуктами из-за разработки «сверхчистых» сортов.У них есть только небольшое ухудшение прозрачности по сравнению с первичным ПЭТ, и они используются при 30-50% замене первичного ПЭТ во многих областях применения и на 100% материала в некоторых бутылках.

Таблица 3.

Сравнение некоторых воздействий на окружающую среду производства товарных полимеров и текущих возможностей вторичной переработки из источников после потребителя.

От базы данных до ворот LCI (данные ЕС)
полимер энергия (ГДж тонна −1 ) вода (килотонна −1 ) CO 2 -e a (т тонна −1 ) Использование b (ктонн) рециклинг замкнутого цикла эффективность текущих процессов рециклинга
PET 82.7 66 3,4 2160 да высокий с прозрачным ПЭТ из бутылок Цветной ПЭТ
в основном используется для волокна
дополнительных выпусков с лотками из CPET, ПЭТ-G
HDPE 76,7 32 1,9 5468 некоторые высокие для бутылок из натурального HDPE, но более сложные для непрозрачных бутылок и лотков из-за большого разнообразия марок и цветов и смесей с LDPE и PP
PVC 56.7 46 1,9 6509 некоторые плохое восстановление из-за перекрестного загрязнения ПЭТ
Упаковка и этикетки из ПВХ представляют собой серьезную проблему при переработке ПЭТ-бутылок и смешанных пластмасс
LDPE 78,1 47 2,1 7899 некоторые низкие скорости извлечения, в основном в виде смешанных полиолефинов, которые могут иметь достаточные свойства для некоторых применений. Большая часть бытовой гибкой упаковки не рекуперировалась
PP 73.4 43 2,0 7779 теоретически еще не перерабатывается широко, но имеет потенциал. Требуются меры по сортировке и сепарации, а также развитие дополнительных каналов сбыта для вторичного полипропилена
PS 87,4 140 3,4 2600 теоретически плохо, чрезвычайно трудно рентабельно отделить от сопутствующих товаров. смешанный сбор, раздельный сбор промышленной упаковки и пенополистирола может быть эффективным
переработанный пластик 8–55 типично 3.5 c типичный 1,4 3130 примерно значительные различия в энергии, воде и выбросах от процессов рециркуляции, поскольку это развивающаяся отрасль, на которую влияют эффективность сбора, тип процесса, ассортимент продукции и т. Д.

Ряд европейских стран, включая Германию, Австрию, Норвегию, Италию и Испанию, уже собирают, в дополнение к своим потокам бутылок, жесткую упаковку, такую ​​как лотки, кадки и горшки, а также ограниченное количество гибкой упаковки для потребителя, такой как как пленки и обертки.Переработка этой упаковки без бутылок стала возможной благодаря улучшениям в технологиях сортировки и мойки и появлению новых рынков для вторичного сырья. В Великобритании Программа действий по утилизации отходов (WRAP) провела первоначальное исследование переработки смешанных пластмасс и в настоящее время проводит его полномасштабную валидацию (WRAP 2008 b ). Потенциальные выгоды от переработки смешанного пластика с точки зрения эффективности использования ресурсов, утечки со свалок и экономии выбросов очень высоки, если учесть тот факт, что в Великобритании, по оценкам, ежегодно производится более миллиона тонн пластиковой упаковки без бутылок. (WRAP 2008 a ) по сравнению с 525 000 тоннами отходов пластиковых бутылок (WRAP 2007).

4. Экологическое обоснование утилизации

Анализ жизненного цикла может быть полезным инструментом для оценки потенциальных преимуществ программ утилизации. Если переработанный пластик используется для производства товаров, которые в противном случае были бы изготовлены из нового (первичного) полимера, это напрямую сократит использование масла и выбросы парниковых газов, связанных с производством первичного полимера (за вычетом выбросов, связанных с самой деятельностью по переработке. ). Однако, если пластмассы перерабатываются в изделия, которые ранее были изготовлены из других материалов, таких как дерево или бетон, тогда не будет достигнута экономия в потребностях в производстве полимеров (Fletcher & Mackay 1996).Использование любого такого альтернативного материала может иметь другие экологические издержки или выгоды, но они отвлекают от нашего обсуждения преимуществ вторичного использования, и их следует рассматривать в индивидуальном порядке. Здесь мы в первую очередь рассмотрим переработку пластмасс в продукты, которые в противном случае были бы произведены из первичного полимера.

Технологии рециркуляции сырья (химической) удовлетворяют общему принципу регенерации материалов, но являются более дорогостоящими, чем механическая рециркуляция, и менее энергетически выгодны, поскольку полимер необходимо деполимеризовать, а затем повторно полимеризовать.Исторически это требовало очень значительных субсидий из-за низкой цены на нефтехимические продукты в отличие от высоких производственных и производственных затрат на химическую переработку полимеров.

Рекуперация энергии из пластиковых отходов (путем преобразования в топливо или путем прямого сжигания для выработки электроэнергии, использования в цементных печах и доменных печах и т. Д.) Может использоваться для уменьшения объемов захоронения отходов, но не снижает спрос на ископаемое топливо (поскольку пластиковые отходы были получены из нефтехимических продуктов; Garforth et al. 2004). Их выбросы также вызывают опасения для окружающей среды и здоровья.

Одним из ключевых преимуществ вторичной переработки пластмасс является снижение потребности в производстве пластмасс. предоставляет данные о некоторых воздействиях на окружающую среду от производства первичных товарных пластмасс (до «заводских ворот») и обобщает способность этих смол быть переработанными из бытовых отходов. Что касается энергопотребления, рециркуляция, как было показано, позволяет экономить больше энергии, чем при рекуперации энергии, даже с учетом энергии, используемой для сбора, транспортировки и повторной обработки пластика (Morris 1996).Анализ жизненного цикла также использовался для систем переработки пластика для оценки чистого воздействия на окружающую среду (Arena et al. 2003; Perugini et al. 2005), и они выявили более значительные положительные экологические преимущества для механической переработки по сравнению с захоронением отходов и сжиганием. с рекуперацией энергии.

Было подсчитано, что переработка ПЭТ-бутылок дает чистую выгоду в виде выбросов парниковых газов в размере 1,5 тонн CO 2 -э на тонну переработанного ПЭТ (Департамент окружающей среды и охраны окружающей среды (NSW) 2005), а также сокращение количества свалок и чистое потребление энергии.Среднее чистое сокращение на 1,45 тонны CO 2 -э на тонну переработанного пластика было оценено в качестве полезного ориентира для политики (ACRR 2004), одной из оснований для этого значения, по-видимому, послужил немецкий анализ жизненного цикла (LCA ) исследование (Patel et al. 2000), в котором также было обнаружено, что большая часть чистой энергии и выгод от выбросов возникает в результате замещения производства первичных полимеров. Недавняя оценка жизненного цикла, специально предназначенная для производства бутылок из ПЭТ, подсчитала, что использование 100% переработанного ПЭТ вместо 100% первичного ПЭТ снизит выбросы за весь жизненный цикл с 446 до 327 г CO 2 на бутылку, что приведет к снижению выбросов на 27%. относительное сокращение выбросов (WRAP 2008 e ).

Смешанные пластмассы, наименее благоприятный источник вторичного полимера, все же могут обеспечить чистую выгоду от 0,5 тонны CO 2 -э на тонну переработанного продукта (WRAP 2008 c ). Более высокая экологическая эффективность переработки бутылок обусловлена ​​как более эффективным процессом переработки бутылок по сравнению с смешанными пластиками, так и особенно высоким профилем выбросов при производстве первичного ПЭТ. Тем не менее, сценарий переработки смешанных пластмасс по-прежнему имеет положительную чистую выгоду, которая считается превосходящей по сравнению с другими изученными вариантами, как по захоронению отходов, так и по рекуперации энергии в качестве топлива из твердых отходов, при условии замещения первичного полимера.

5. Общественная поддержка утилизации

Общественность все больше осознает необходимость устойчивого производства и потребления. Это побудило местные власти организовать сбор вторсырья, побудило некоторых производителей разрабатывать продукты с вторичным содержанием, а другие предприятия удовлетворить этот общественный спрос. Маркетинговые исследования потребительских предпочтений показывают, что существует значительная, но не подавляющая часть людей, которые ценят экологические ценности в своих покупательских моделях.Для таких клиентов подтверждение вторичного содержимого и пригодности упаковки для вторичной переработки может быть положительным признаком, в то время как преувеличенные заявления о возможности вторичной переработки (где вторичная переработка является потенциальной, а не действительной) могут снизить доверие потребителей. Было отмечено, что участие в схемах рециркуляции — это экологическое поведение, которое широко используется среди населения в целом и составило 57 процентов в Великобритании в исследовании 2006 года (WRAP 2008 d ) и 80 процентов в австралийском исследовании, где коллекция kerbside существовала дольше (NEPC 2001).

Некоторые правительства используют политику поощрения вторичной переработки отходов, например Директиву ЕС по упаковке и отходам упаковки (94/62 / EC). Впоследствии это привело к тому, что Германия приняла законодательство о расширении ответственности производителя, в результате чего была принята схема die Grüne Punkt (Зеленая точка), предусматривающая восстановление и переработку упаковки. В Великобритании ответственность производителя была введена посредством схемы создания и продажи нот для восстановления упаковки, а также недавно введенного сбора за захоронение отходов для финансирования ряда мероприятий по сокращению отходов.Вследствие всех вышеперечисленных тенденций рыночная стоимость вторичного полимера и, следовательно, возможность вторичной переработки заметно выросли за последние несколько лет.

Расширенная ответственность производителя также может быть введена посредством схем возврата депозита, например, в отношении контейнеров для напитков, аккумуляторов и автомобильных шин. Эти схемы могут быть эффективными для повышения уровня сбора, например, в одном штате Австралии есть схема сдачи контейнеров (которая включает бутылки из-под безалкогольных напитков из ПЭТ), а также схемы сбора на обочине дороги.Здесь уровень сбора ПЭТ-бутылок составил 74% продаж по сравнению с 36% продаж в других штатах, где сбор только на обочине дороги. Доля бутылок в подстилке также была уменьшена по сравнению с другими штатами (West 2007).

6. Экономические проблемы, связанные с рециклингом

Два ключевых экономических фактора влияют на жизнеспособность рециклинга термопластов. Это цена переработанного полимера по сравнению с первичным полимером и стоимость переработки по сравнению с альтернативными формами приемлемой утилизации.Есть дополнительные проблемы, связанные с различиями в количестве и качестве поставок по сравнению с первичным пластиком. Отсутствие информации о наличии переработанного пластика, его качестве и пригодности для конкретных применений также может сдерживать использование переработанного материала.

Исторически основными методами удаления отходов были захоронение или сжигание. Стоимость захоронения мусора значительно различается в зависимости от региона в зависимости от геологии и характера землепользования и может повлиять на жизнеспособность утилизации в качестве альтернативного пути захоронения.В Японии, например, раскопки, необходимые для захоронения мусора, обходятся дорого из-за твердой природы подстилающей вулканической породы; в то время как в Нидерландах это дорого из-за проницаемости с моря. Высокая стоимость утилизации является экономическим стимулом либо к переработке, либо к рекуперации энергии.

Сбор использованного пластика из домашних хозяйств более экономичен в пригородах, где плотность населения достаточно высока для достижения эффекта масштаба. Наиболее эффективная схема сбора может варьироваться в зависимости от местности, типа жилья (дома или большие многоквартирные дома) и типа имеющихся сортировочных объектов.В сельской местности схемы «привезти», когда население самостоятельно сдают отходы на переработку, например, когда они посещают соседний город, считаются более рентабельными, чем сбор на обочине дороги. Многие местные органы власти и некоторые супермаркеты в Великобритании используют «привозные банки» или даже торговые автоматы по обратной продаже. Эти последние методы могут быть хорошим источником относительно чистых вторсырья, но неэффективны в обеспечении высоких показателей сбора бытовых отходов. В Великобритании резкое увеличение сбора мусора из пластиковых бутылок стало очевидным только после относительно недавнего внедрения утилизации тротуаров ().

Рост сбора пластиковых бутылок по схемам доставки и тротуара в Великобритании (WRAP 2008 d ).

На цену первичного пластика влияет цена на нефть, которая является основным сырьем для производства пластика. Поскольку качество рекуперированного пластика обычно ниже, чем у первичного пластика, цена на первичный пластик устанавливает потолок для цен на рекуперированный пластик. Цена на нефть значительно выросла за последние несколько лет, с 2005 года с диапазона примерно 25 долларов США за баррель до диапазона цен в диапазоне 50–150 долларов США.Следовательно, хотя более высокие цены на нефть также в некоторой степени увеличивают стоимость сбора и переработки, переработка стала относительно более привлекательной с финансовой точки зрения.

Технологический прогресс в переработке вторичного сырья может улучшить экономические показатели двумя основными способами — за счет снижения затрат на переработку (повышение производительности / эффективности) и за счет сокращения разрыва между стоимостью переработанной смолы и первичной смолы. Последнее особенно усиливается технологиями превращения рекуперированного пластика в полимер пищевого качества путем удаления загрязнений, поддерживая рециркуляцию по замкнутому циклу.Эта технология была проверена для rPET из прозрачных бутылок (WRAP 2008 b ), а совсем недавно для rHDPE из молочных бутылок (WRAP 2006).

Итак, хотя более десяти лет назад переработка пластмасс без субсидий была в основном жизнеспособной только из постиндустриальных отходов или в местах, где стоимость альтернативных форм утилизации была высокой, теперь она становится все более жизнеспособной в гораздо более широком географическом масштабе, и для бытовых отходов.

7. Текущие тенденции в переработке пластика

В Западной Европе образование пластиковых отходов растет примерно на 3 процента в год, что примерно соответствует долгосрочному экономическому росту, в то время как объем механической переработки резко увеличивался со скоростью примерно 7 процентов годовых.Однако в 2003 году это по-прежнему составляло лишь 14,8% образовавшихся пластиковых отходов (из всех источников). Вместе с рециркуляцией сырья (1,7 процента) и рекуперацией энергии (22,5 процента) это составило примерно 39 процентов от 21,1 миллиона тонн пластиковых отходов, образовавшихся в 2003 году (). Эта тенденция к увеличению как механической переработки, так и рекуперации энергии продолжается, хотя это тенденция к увеличению образования отходов.

Объемы пластиковых отходов, вывозимых на свалки и собираемых различными методами в Западной Европе, 1993–2003 гг. (APME 2004).

8. Проблемы и возможности для улучшения переработки пластмасс

Эффективная переработка смешанных пластиковых отходов — следующая серьезная задача для сектора переработки пластмасс. Преимущество заключается в возможности рециркулировать большую часть потока пластиковых отходов за счет расширения сбора пластиковой упаковки после потребителя, чтобы охватить более широкий спектр материалов и типов упаковки. Дизайн продукта для вторичной переработки имеет большой потенциал, чтобы помочь в таких усилиях по вторичной переработке. Исследование, проведенное в Великобритании, показало, что количество упаковки в обычной корзине для покупок, которая, даже если она собрана, не может быть эффективно переработана, колеблется от 21 до 40% (Ассоциация местного самоуправления (Великобритания) 2007).Следовательно, более широкая реализация политики, способствующей использованию в промышленности принципов экологического дизайна, может иметь большое влияние на эффективность переработки, увеличивая долю упаковки, которую можно экономично собирать и вывозить со свалки (см. Shaxson et al. 2009). Та же логика применима к потребительским товарам длительного пользования, предназначенным для разборки, вторичной переработки, и спецификации использования переработанных смол являются ключевыми действиями для увеличения вторичной переработки.

Большинство схем сбора после потребителя предназначены для жесткой упаковки, поскольку гибкая упаковка имеет тенденцию быть проблематичной на этапах сбора и сортировки.Большинство современных предприятий по рекуперации материалов испытывают трудности с обращением с гибкой пластиковой упаковкой из-за различных характеристик обращения с жесткой упаковкой. Низкое соотношение веса к объему пленок и пластиковых пакетов также снижает экономическую целесообразность инвестирования в необходимые объекты для сбора и сортировки. Однако в настоящее время пластиковая пленка перерабатывается из источников, включая вторичную упаковку, такую ​​как термоусадочная пленка для поддонов и ящиков, а также некоторые сельскохозяйственные пленки, так что это возможно при правильных условиях.Подходы к увеличению объемов вторичной переработки пленок и гибкой упаковки могут включать раздельный сбор или инвестиции в дополнительные сортировочные и перерабатывающие предприятия на предприятиях по утилизации смешанных пластиковых отходов. Для успешной переработки смешанных пластмасс необходимо выполнять высокопроизводительную сортировку исходных материалов, чтобы гарантировать, что типы пластмасс разделяются до высокого уровня чистоты; однако существует потребность в дальнейшем развитии конечных рынков для каждого потока рециклатов полимеров.

Эффективность вторичной переработки упаковки после потребителя могла бы быть значительно увеличена, если бы разнообразие материалов было рационализировано до подмножества текущего использования. Например, если все жесткие пластиковые контейнеры, от бутылок, банок до лотков, были из ПЭТ, ПНД и ПП, без прозрачного ПВХ или ПС, которые проблематично отсортировать от смешанных вторсырья, тогда вся жесткая пластиковая упаковка могла бы быть собрана и отсортирована. производить переработанные смолы с минимальным перекрестным загрязнением. Потери отбракованного материала и стоимость переработанных смол будут увеличены.Кроме того, следует выбирать этикетки и клейкие материалы, чтобы обеспечить максимальную эффективность вторичной переработки. Улучшения в сортировке / разделении на предприятиях по переработке отходов дают дополнительный потенциал как для увеличения объемов переработки, так и для повышения экологической эффективности за счет снижения фракций отходов, использования энергии и воды (см. §3). Целью должно быть максимальное увеличение объема и качества переработанных смол.

9. Выводы

Таким образом, вторичная переработка является одной из стратегий управления отходами пластиковых изделий в конце срока их службы.Это имеет смысл как с экономической, так и с экологической точек зрения, и последние тенденции демонстрируют существенное увеличение скорости восстановления и переработки пластиковых отходов. Эти тенденции, вероятно, сохранятся, но все еще существуют некоторые серьезные проблемы, связанные как с технологическими факторами, так и с проблемами экономического или социального поведения, связанными со сбором рециркулируемых отходов и заменой первичного материала.

Переработка более широкого ассортимента пластиковой упаковки после потребителя, а также пластиковых отходов от потребительских товаров и ПЗВ позволит в дальнейшем улучшить показатели утилизации пластиковых отходов и их утечки со свалок.В сочетании с усилиями по увеличению использования и спецификации переработанных сортов в качестве замены первичного пластика переработка пластиковых отходов является эффективным способом улучшения экологических показателей полимерной промышленности.

Ссылки

  • ACRR 2004 Руководство по надлежащей практике переработки пластиковых отходов Брюссель, Бельгия: Ассоциация городов и регионов по переработке [Google Scholar]
  • Агуадо Дж., Серрано Д. П., Сан-Мигель Г. 2007 Европейские тенденции в переработке пластикового сырья отходы.Global NEST J. 9, 12–19 [Google Scholar]
  • Andrady A.1994 Оценка биоразложения синтетических полимеров в окружающей среде. Polym. Ред. 34, 25–76 (doi: 10.1080 / 15321799408009632) [Google Scholar]
  • Андради А., 2003 г. Учебник по окружающей среде. В «Пластмассы и окружающая среда» (под ред. Андради А.), стр. 3–76. Хобокен, штат Нью-Джерси: Wiley Interscience [Google Scholar]
  • Андради А. Л., Нил М. А. 2009. Применение и социальные преимущества пластмасс. Фил. Пер. R. Soc. B 364, 1977–1984 (DOI: 10.1098 / rstb.2008.0304) [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • APME 2004 Анализ потребления и восстановления пластмасс в Европе Брюссель, Бельгия: Европейская ассоциация производителей пластмасс [Google Scholar]
  • Arena U., Mastellone М., Перуджини Ф. 2003 Оценка жизненного цикла системы переработки пластиковой упаковки. Int. J. Оценка жизненного цикла. 8, 92–98 (doi: 10.1007 / BF02978432) [Google Scholar]
  • Арванитояннис И., Босня Л., 2001 г. Вторичная переработка полимерных материалов, используемых для упаковки пищевых продуктов: текущее состояние и перспективы.Food Rev. Int. 17, 291–346 (doi: 10.1081 / FRI-100104703) [Google Scholar]
  • Стандарт ASTM D5033 2000 Стандартное руководство по разработке стандартов ASTM, относящихся к переработке и использованию переработанных пластиков Вест Коншохокен, Пенсильвания: ASTM International; (DOI: 10.1520 / D5033-00) [Google Scholar]
  • Британская федерация пластмасс. Расход масла. 2008. См. Http://www.bpf.co.uk/Oil_Consuming.aspx. (20 октября 2008 г.)
  • Барнс Д. К., Галгани Ф., Томпсон Р. С., Барлаз М. 2009 Накопление и фрагментация пластикового мусора в глобальной окружающей среде.Фил. Пер. R. Soc. B 364, 1985–1998 (doi: 10.1098 / rstb.2008.0205) [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Чанда М., Рой С. Справочник по пластиковым технологиям, 4-е изд. Бока-Ратон, Флорида: CRC Press [Google Ученый]
  • DEFRA 2007 Информационные бюллетени по стратегии утилизации отходов. См. Http://www.defra.gov.uk/environment/waste/strategy/factsheets/landfilltax.htm (26 ноября 2008 г.)
  • Министерство окружающей среды и охраны окружающей среды (NSW) 2005 г. Преимущества утилизации Австралия: Parramatta [Google Scholar]
  • Департамент окружающей среды и наследия (Австралия) 2008 Пластиковые пакеты.См. Http://www.ephc.gov.au/ephc/plastic_bags.html (26 ноября 2008 г.)
  • Департамент окружающей среды и местного самоуправления (Ирландия), 2007 г. Пластиковые пакеты. См. Http://www.environ.ie/en/Environment/Waste/PlasticBags (26 ноября 2008 г.)
  • Дрелих Дж., Пейн Дж., Ким Т., Миллер Дж. 1998 г. Селективная пенная флотация ПВХ из смесей ПВХ / ПЭТ для индустрии переработки пластмасс. Polym. Англ. Sci. 38, 1378 (doi: 10.1002 / pen.10308) [Google Scholar]
  • EEA 2008 Лучшее управление муниципальными отходами приведет к сокращению выбросов парниковых газов Копенгаген, Дания: Европейское агентство по окружающей среде [Google Scholar]
  • Фишер М.2003 Переработка пластмасс. In Plastics and the environment (ed. Andrady A.), pp. 563–627 Hoboken, NJ: Wiley Interscience [Google Scholar]
  • Fletcher B., Mackay M.1996 Модель переработки пластмасс: снижает ли переработка количество отходов ? Ресурс. Консерв. Recycling 17, 141–151 (doi: 10.1016 / 0921-3449 (96) 01068-3) [Google Scholar]
  • Frosch R., Gallopoulos N.1989 Стратегии производства. Sci. Являюсь. 261, 144–152 [Google Scholar]
  • Гарфорт А., Али С., Эрнандес-Мартинес Дж., Аках А. 2004 Переработка сырья из полимерных отходов. Curr. Opin. Solid State Mater. Sci. 8, 419–425 (doi: 10.1016 / j.cossms.2005.04.003) [Google Scholar]
  • Gilpin R., Wagel D., Solch J.2003 Производство, распределение и судьба полихолорированных дибензо-пара-диоксинов, дибензофуранов , и родственные галогенорганические соединения в окружающей среде. В «Диоксины и здоровье» (ред. Шектер А., Гасевич Т.), 2-е изд. Хобокен, штат Нью-Джерси: John Wiley & Sons Inc [Google Scholar]
  • Грегори М.Р., 2009 г. Экологические последствия пластикового мусора в морских условиях — запутывание, проглатывание, удушение, вешалки -он, автостоп и инопланетные нашествия.Фил. Пер. R. Soc. B 364, 2013–2025 (doi: 10.1098 / rstb.2008.0265) [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Институт местного самообеспечения 2002 г. Опыт Западной Европы с многоразовыми контейнерами для напитков. См. Http://www.grrn.org/beverage/refillables/Europe.html (26 ноября 2008 г.)
  • Кирику И., Бриасулис Д. 2007 Биодеградация сельскохозяйственных пластиковых пленок: критический обзор. J. Polym. Environ. 15, 125–150 (doi: 10.1007 / s10924-007-0053-8) [Google Scholar]
  • Ассоциация местных органов власти (Великобритания) 2007 Война с отходами: исследование упаковки пищевых продуктов Великобритания: Местные органы власти [Google Scholar]
  • Marques G ., Tenorio J.2000 Использование пенной флотации для разделения смесей ПВХ / ПЭТ. Waste Management 20, 265–269 (doi: 10.1016 / S0956-053X (99) 00333-5) [Google Scholar]
  • McDonough W., Braungart M.2002 От колыбели до колыбели: изменение способа производства вещей Нью-Йорк, Нью-Йорк: North Point Press [Google Scholar]
  • Моррис Дж.1996 Утилизация против сжигания: анализ энергосбережения. J. Hazard. Матер. 47, 277–293 (doi: 10.1016 / 0304-3894 (95) 00116-6) [Google Scholar]
  • NEPC 2001 Отчет NEPC о выполнении Национальной меры по охране окружающей среды (использованные упаковочные материалы) в Новом Южном Уэльсе.Аделаида, Австралия: Совет по охране окружающей среды и наследию [Google Scholar]
  • Oehlmann J., et al. 2009 Критический анализ биологического воздействия пластификаторов на дикую природу. Фил. Пер. R. Soc. B 364, 2047–2062 (doi: 10.1098 / rstb.2008.0242) [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Park C.-H., Jeon H.-S., Park K.2007 Удаление ПВХ из смешанного пластмассы путем трибоэлектростатической сепарации. J. Hazard. Матер. 144, 470–476 (doi: 10.1016 / j.jhazmat.2006.10.060) [PubMed] [Google Scholar]
  • Патель М., фон Тьенен Н., Йохем Э., Уоррелл Э. 2000. Вторичная переработка пластмасс в Германии. Ресурс., Консерв. Recycling 29, 65–90 (doi: 10.1016 / S0921-3449 (99) 00058-0) [Google Scholar]
  • Perugini F., Mastellone M., Arena U.2005A Оценка жизненного цикла вариантов механической переработки и переработки сырья для управления отходов пластиковой упаковки. Environ. Прогр. 24, 137–154 (doi: 10.1002 / ep.10078) [Google Scholar]
  • PlasticsEurope 2008aЭко-профили европейской индустрии пластмасс. Брюссель, Бельгия: PlasticsEurope; См. Http: // lca.plasticseurope.org/index.htm (1 ноября 2008 г.) [Google Scholar]
  • PlasticsEurope 2008b Неопровержимые факты о пластмассах 2007: анализ производства пластмасс, спроса и восстановления в 2007 году в Европе. Брюссель, Бельгия: PlasticsEurope [Google Scholar]
  • Ребеиз К., Craft A.1995 Управление пластиковыми отходами в строительстве: технологические и институциональные вопросы. Ресурс., Консерв. Recycling 15, 245–257 (doi: 10.1016 / 0921-3449 (95) 00034-8) [Google Scholar]
  • Ryan P. G., Moore C.Дж., Ван Франекер Дж. А., Молони К. Л. 2009 Мониторинг количества пластикового мусора в морской среде. Фил. Пер. R. Soc. B 364, 1999–2012 (doi: 10.1098 / rstb.2008.0207) [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Шаксон Л. 2009 Структурирование политических проблем для пластмасс, окружающей среды и здоровья человека: размышления из Великобритании. Фил. Пер. R. Soc. B 364, 2141–2151 (doi: 10.1098 / rstb.2008.0283) [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Sinha V., Patel M., Patel J.2008 Управление отходами ПЭТ путем химической переработки: обзор. J. Polym. Environ. (DOI: 10.1007 / s10924-008-0106-7) [Google Scholar]
  • Soetaert W., Vandamme E.2006 Влияние промышленной биотехнологии. Biotechnol. J. 1, 756–769 (doi: 10.1002 / biot.200600066) [PubMed] [Google Scholar]
  • Сонг Дж. Х., Мерфи Р. Дж., Нараян Р., Дэвис Г. Б. Биоразлагаемые и компостируемые альтернативы обычным пластмассам. Фил. Пер. R. Soc. B 364, 2127–2139 (doi: 10.1098 / rstb.2008.0289) [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Swift G., Wiles D.2004 Разлагаемые полимеры и пластмассы на свалках. Энциклопедия Полим. Sci. Technol. 9, 40–51 [Google Scholar]
  • Teuten E. L., et al. 2009 г. Транспортировка и выброс химических веществ из пластмасс в окружающую среду и дикую природу. Фил. Пер. R. Soc. B 364, 2027–2045 (doi: 10.1098 / rstb.2008.0284) [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Томпсон Р. К., Свон С. Х., Мур К. Дж., Вом Заал Ф. С. 2009a Наш пластический век. Фил. Пер. R. Soc. B 364, 1973–1976 (DOI: 10.1098 / rstb.2009.0054) [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Томпсон Р. К., Мур К. Дж., Вом Заал Ф. С., Свон С. Х. 2009b Пластмасса, окружающая среда и здоровье человека: текущий консенсус и будущие тенденции. Фил. Пер. R. Soc. B 364, 2153–2166 (doi: 10.1098 / rstb.2009.0053) [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Uhde Inventa-Fischer 2007 Хлопья в смолу (FTR) — переработка с одобрения FDA. См. Http://www.uhde-inventa-fischer.com/ (3 ноября 2008 г.)
  • Waste Watch 2003 Пластмассы в экономике Великобритании Лондон, Великобритания: Waste Watch & Recoup [Google Scholar]
  • WBCSD 2000Экоэффективность: создание большего значение с меньшим воздействием.См. Http://www.wbcsd.org/includes/getTarget.asp?type=d&id=ODkwMQ (1 ноября 2008 г.)
  • West D.2007 Контейнерные депозиты: подход здравого смысла v.2.1 Сидней, Австралия: Альянс Boomerang [ Google Scholar]
  • WRAP 2006 Процесс рециркуляции HDPE пищевого качества WRAP: коммерческое технико-экономическое обоснование Лондон, Великобритания: Программа действий по утилизации отходов и ресурсов [Google Scholar]
  • WRAP 2007. Согласно ежегодному исследованию сбора пластмасс местными властями 2007 года Лондон, Великобритания: планы действий по сокращению отходов [Google Scholar]
  • WRAP 2008aВнутренняя упаковка из смешанного пластика: варианты обращения с отходами Лондон, Великобритания: Программа действий в области отходов и ресурсов [Google Scholar]
  • WRAP 2008b Крупномасштабная демонстрация жизнеспособности переработанного ПЭТ (rPET) в розничной упаковке.http://www.wrap.org.uk/retail/case_studies_research/rpet_retail.html.
  • WRAP 2008cLCA вариантов управления смешанными отходами пластмасс Лондон, Великобритания: Программа действий по отходам и ресурсам, MDP017 [Google Scholar]
  • WRAP 2008dОбследование по сбору пластмасс местными властями Лондон, Великобритания: Программа действий с отходами и ресурсами [Google Scholar]
  • WRAP 2008eStudy показывает влияние углерода на розлив австралийского вина в Великобритании в ПЭТ и стеклянные бутылки. См. Http://www.wrap.org.uk/wrap_corporate/news/study_reveals_carbon.html (19 октября 2008 г.)

Переработка пластмасс: проблемы и возможности

Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2009 27 июля; 364 (1526): 2115–2126.

Jefferson Hopewell

1 Eco Products Agency, 166 Park Street, Fitzroy North 3068, Australia

Robert Dvorak

2 Nextek Ltd, Level 3, 1 Quality Court, Chancery Lane, London WC2A 1HR, UK

HR, UK

Эдвард Косиор

2 Nextek Ltd, Level 3, 1 Quality Court, Chancery Lane, London WC2A 1HR, UK

1 Eco Products Agency, 166 Park Street, Fitzroy North 3068, Австралия

2 Nextek Ltd, Level 3, 1 Quality Court, Chancery Lane, London WC2A 1HR, UK

Эта статья цитируется в других статьях в PMC.

Abstract

Пластмассы — недорогие, легкие и прочные материалы, из которых можно легко изготавливать различные продукты, которые находят применение в самых разных сферах применения. Как следствие, производство пластмасс за последние 60 лет заметно увеличилось. Однако нынешние уровни их использования и утилизации создают несколько экологических проблем. Около 4% мировой добычи нефти и газа, невозобновляемых ресурсов, используется в качестве сырья для пластмасс, а еще 3–4% расходуется на обеспечение энергии для их производства.Большая часть пластика, производимого каждый год, используется для изготовления одноразовой упаковки или других недолговечных продуктов, которые выбрасываются в течение года после изготовления. Одни только эти два наблюдения указывают на то, что наше нынешнее использование пластмасс не является устойчивым. Кроме того, из-за долговечности используемых полимеров значительное количество выброшенных пластмасс с истекшим сроком службы накапливается в виде мусора на свалках и в естественной среде обитания по всему миру.

Вторичная переработка является одним из наиболее важных действий, доступных в настоящее время для уменьшения этих воздействий, и представляет собой одну из наиболее динамично развивающихся областей в индустрии пластмасс.Переработка дает возможность снизить потребление масла, выбросы углекислого газа и количество отходов, требующих утилизации. Здесь мы вкратце сравниваем переработку отходов с другими стратегиями сокращения отходов, а именно с сокращением использования материалов за счет сокращения объемов производства или повторного использования продуктов, использования альтернативных биоразлагаемых материалов и рекуперации энергии в качестве топлива.

Хотя пластмассы перерабатываются с 1970-х годов, количество перерабатываемых материалов варьируется географически, в зависимости от типа пластика и его применения.В ряде стран за последние десятилетия переработка упаковочных материалов быстро расширилась. Достижения в области технологий и систем для сбора, сортировки и переработки пригодных для вторичной переработки пластмасс создают новые возможности для вторичной переработки, и благодаря совместным действиям общественности, промышленности и правительств можно будет направить большую часть пластиковых отходов со свалок на переработку. следующие десятилетия.

Ключевые слова: переработка пластмасс, пластиковая упаковка, воздействие на окружающую среду, управление отходами, химическая переработка, рекуперация энергии

1.Введение

Промышленность пластмасс значительно развивалась с момента изобретения различных способов производства полимеров из нефтехимических источников. Пластмассы имеют существенные преимущества с точки зрения их малого веса, долговечности и более низкой стоимости по сравнению со многими другими типами материалов (Andrady & Neal 2009; Thompson et al. 2009 a ). Мировое производство полимеров оценивается в 260 миллионов метрических тонн в год в 2007 году для всех полимеров, включая термопласты, термореактивные пластмассы, клеи и покрытия, но не синтетические волокна (PlasticsEurope 2008 b ).Это указывает на исторический темп роста около 9 процентов в год. Термопластические смолы составляют около двух третей этого производства, и их использование растет примерно на 5 процентов в год. глобально (Andrady 2003).

Сегодня пластмассы почти полностью производятся из нефтехимических продуктов, производимых из ископаемых нефти и газа. Около 4% годовой добычи нефти превращается непосредственно в пластмассу из нефтехимического сырья (Британская федерация пластмасс, 2008 г.). Поскольку производство пластмасс также требует энергии, на их производство приходится потребление аналогичного дополнительного количества ископаемого топлива.Однако можно также утверждать, что использование легких пластиков может сократить использование ископаемого топлива, например, в транспортных приложениях, когда пластики заменяют более тяжелые традиционные материалы, такие как сталь (Andrady & Neal 2009; Thompson et al. 2009 b ). .

Примерно 50% пластмасс используется для одноразовых изделий, таких как упаковка, сельскохозяйственная пленка и одноразовые потребительские товары, от 20 до 25% — для долгосрочной инфраструктуры, такой как трубы, покрытия кабелей и конструкционные материалы, а также оставшаяся часть для потребительских приложений длительного пользования с промежуточным сроком службы, например, в электронных товарах, мебели, транспортных средствах и т. д.В 2007 году в Европейском союзе (ЕС) образовалось 24,6 миллиона тонн пластиковых отходов после потребления (PlasticsEurope 2008 b ). представляет разбивку потребления пластмасс в Великобритании в 2000 г. и вклад в образование отходов (Waste Watch 2003). Это подтверждает, что упаковка является основным источником пластиковых отходов, но очевидно, что другие источники, такие как отработанное электронное и электрическое оборудование (WEEE) и отслужившие свой срок автомобили (ELV), становятся значительными источниками пластиковых отходов.

Таблица 1.

Потребление пластмасс и образование отходов по секторам в Великобритании в 2000 году (Waste Watch 2003).

90 093
использование
 отходы
ктонн (%) ктонн (%)
упаковка 1640 37 1640 58
коммерческое и промышленное 490
домашнее хозяйство 1150
строительство и строительство 1050 24 284 10
структурные 800 49
неструктурные 250 235
электрика и электроника 355 8 200 7
мебель и предметы домашнего обихода 335 8 200 a 7
автомобилестроение и транспорт 335 8 150 5
сельское хозяйство и садоводство 310 7 93 3
прочие 425 10 255 a 9
всего 4450 2820

Поскольку пластмассы производятся серийно только около 60 лет, их долговечность в окружающей среде с уверенностью неизвестна.Большинство видов пластмасс не поддаются биологическому разложению (Andrady, 1994) и на самом деле чрезвычайно долговечны, и поэтому большинство полимеров, производимых сегодня, прослужат по крайней мере десятилетия, а возможно, столетия, если не тысячелетия. Даже разлагаемый пластик может сохраняться в течение значительного времени в зависимости от местных факторов окружающей среды, поскольку скорость разложения зависит от физических факторов, таких как уровни воздействия ультрафиолетового света, кислорода и температуры (Swift & Wiles 2004), в то время как биоразлагаемые пластики требуют наличия подходящих микроорганизмы.Следовательно, темпы разложения значительно различаются между свалками, наземной и морской средой (Kyrikou & Briassoulis 2007). Даже когда пластмассовый предмет разрушается под воздействием атмосферных воздействий, он сначала распадается на более мелкие кусочки пластикового мусора, но сам полимер не обязательно может полностью разрушиться в течение значимого периода времени. Как следствие, на свалках и в виде мусора в естественной среде накапливается значительное количество пластика, отслужившего свой срок, что приводит как к проблемам с утилизацией отходов, так и к ущербу окружающей среде (см. Barnes et al. 2009; Григорий 2009; Oehlmann et al. 2009; Райан и др. 2009; Teuten et al. 2009; Томпсон и др. 2009 b ).

Переработка, несомненно, является стратегией управления отходами, но ее также можно рассматривать как один из текущих примеров реализации концепции промышленной экологии, в то время как в естественной экосистеме нет отходов, а есть только продукты (Frosch & Gallopoulos 1989; McDonough & Braungart 2002). Переработка пластмасс — это один из методов снижения воздействия на окружающую среду и истощения ресурсов.По сути, высокие уровни рециркуляции, такие как сокращение использования, повторное использование и ремонт или переработка, могут обеспечить определенный уровень обслуживания продукта с меньшими материальными затратами, чем потребовалось бы в противном случае. Таким образом, переработка может снизить потребление энергии и материалов на единицу продукции и, таким образом, повысить экологическую эффективность (WBCSD 2000). Тем не менее, следует отметить, что способность поддерживать любой остаточный уровень материальных затрат, а также затраты энергии и эффекты внешних воздействий на экосистемы будут определять окончательную устойчивость всей системы.

В этой статье мы рассмотрим существующие системы и технологии переработки пластмасс, доказательства экологической эффективности переработки пластмасс на протяжении жизненного цикла и кратко рассмотрим связанные с этим вопросы экономического и общественного интереса. Мы сосредоточимся на производстве и утилизации упаковки, так как это крупнейший источник пластиковых отходов в Европе и область значительного расширения инициатив по переработке в последнее время.

2. Управление отходами: обзор

Даже в пределах ЕС существует широкий спектр приоритетов управления отходами для общего потока твердых бытовых отходов (ТБО), от тех, которые в значительной степени ориентированы на захоронение отходов, до тех, которые ориентированы на сжигание () — производительность рециркуляции также значительно различается.Среднее количество ТБО, образующихся в ЕС, составляет 520 кг на человека в год и, по прогнозам, увеличится до 680 кг на человека в год к 2020 году (EEA 2008). В Великобритании общее использование пластика как в бытовой, так и в коммерческой упаковке составляет около 40 кг на человека в год, следовательно, оно составляет примерно 7-8% по весу, но составляет большую долю по объему от потока ТБО (Waste Watch 2003).

Темпы механической переработки и рекуперации энергии как стратегии управления отходами пластмасс в европейских странах (PlasticsEurope 2008 b ).

Вообще говоря, пластмассовые отходы утилизируются, когда они вывозятся со свалок или засоряются. Пластиковая упаковка особенно заметна как мусор из-за легкости как гибкого, так и жесткого пластика. Количество материала, попадающего в систему управления отходами, можно, в первом случае, уменьшить за счет действий, которые уменьшают использование материалов в продуктах (например, замена тяжелых форматов упаковки на более легкие или уменьшение объема упаковки). Разработка продуктов, позволяющих повторно использовать, отремонтировать или переработать, приведет к тому, что меньше продуктов попадет в поток отходов.

После того, как материал попадает в поток отходов, переработка — это процесс использования регенерированного материала для производства нового продукта. Для органических материалов, таких как пластмассы, концепция рекуперации также может быть расширена за счет рекуперации энергии, когда теплотворная способность материала используется путем контролируемого сжигания в качестве топлива, хотя это приводит к меньшим общим экологическим характеристикам, чем рекуперация материалов, как это происходит. не снижает спроса на новый (первичный) материал. Такое мышление лежит в основе стратегии 4Rs на языке обращения с отходами — в порядке уменьшения экологической желательности — сокращения, повторного использования, рециркуляции (материалов) и рекуперации (энергии), при этом захоронение отходов является наименее желательной стратегией управления.

Также вполне возможно, чтобы один и тот же полимер проходил каскад через несколько стадий, например. производства в контейнер многократного использования, который, попав в поток отходов, собирается и перерабатывается в долговременное применение, которое, в свою очередь, превращается в отходы, а затем восстанавливается для получения энергии.

(a) Свалка

Свалка — это традиционный подход к управлению отходами, но в некоторых странах места для свалок становится все меньше. Хорошо управляемая свалка приводит к ограниченному непосредственному ущербу окружающей среде, помимо воздействия сбора и транспортировки, хотя существуют долгосрочные риски загрязнения почвы и грунтовых вод некоторыми добавками и побочными продуктами распада пластмасс, которые могут стать стойкими органическими загрязнителями. (Oehlmann et al. 2009; Teuten и др. . 2009 г.). Главный недостаток свалок с точки зрения устойчивости заключается в том, что материальные ресурсы, используемые для производства пластика, не восстанавливаются — поток материалов является линейным, а не циклическим. В Великобритании применяется налог на захоронение отходов, который в настоящее время будет повышаться каждый год до 2010 года, чтобы усилить стимул для перенаправления отходов с полигонов на такие меры по рекультивации, как переработка (DEFRA 2007).

(b) Сжигание и рекуперация энергии

Сжигание снижает потребность в захоронении пластмассовых отходов, однако есть опасения, что при этом в атмосферу могут попасть опасные вещества.Например, ПВХ и галогенированные добавки обычно присутствуют в смешанных пластиковых отходах, что приводит к риску выброса диоксинов, других полихлорированных бифенилов и фуранов в окружающую среду (Gilpin et al. 2003). Как следствие, прежде всего, этого предполагаемого риска загрязнения, сжигание пластика менее распространено, чем захоронение отходов и механическая переработка в качестве стратегии управления отходами. Заметными исключениями являются Япония и некоторые европейские страны, такие как Дания и Швеция, с обширной инфраструктурой мусоросжигательного завода для обращения с ТБО, включая пластмассы.

Сжигание можно использовать с восстановлением части энергии, содержащейся в пластике. Рекуперируемая полезная энергия может значительно варьироваться в зависимости от того, используется ли она для выработки электроэнергии, комбинированного производства тепла и электроэнергии или в качестве топлива из твердых отходов для заправки доменных печей или цементных печей. Также возможно сжижение до дизельного топлива или газификация посредством пиролиза (Arvanitoyannis & Bosnea 2001), и интерес к этому подходу для производства дизельного топлива возрастает, предположительно из-за роста цен на нефть.Процессы рекуперации энергии могут быть наиболее подходящим способом работы с сильно смешанным пластиком, таким как некоторые электронные и электрические отходы и остатки автомобильного измельчителя.

(c) Уменьшение стоимости

Уменьшение количества упаковки, используемой на единицу, уменьшит объем отходов. Экономика диктует, что большинство производителей уже будут использовать материал, близкий к минимуму, необходимому для данного приложения (но см. Thompson et al. 2009 b ,). Однако этот принцип противоречит эстетике, удобству и маркетинговым преимуществам, которые могут привести к чрезмерному использованию упаковки, а также эффекту существующих инвестиций в инструменты и производственный процесс, что также может привести к чрезмерной упаковке некоторых продуктов.

(d) Повторное использование пластиковой упаковки

Сорок лет назад повторное использование бытовой упаковки в виде стеклянных бутылок и банок было обычным явлением. Ограничения для более широкого применения повторного использования жестких контейнеров, по крайней мере, частично связаны с логистикой, когда точки распределения и сбора находятся на удалении от централизованных заводов по розливу продуктов, что приведет к значительным расстояниям обратной транспортировки. Кроме того, широкий ассортимент контейнеров и упаковок для брендов и маркетинговых целей делает менее возможным прямой возврат и повторное наполнение.Схемы возврата и повторного наполнения существуют в нескольких европейских странах (Institute for Local Self-Reliance 2002), включая бутылки из ПЭТ, а также стекло, но в других странах они обычно считаются нишевым видом деятельности для местных предприятий, а не реалистичной крупномасштабной стратегией. уменьшить количество отходов упаковки.

Существуют значительные возможности для повторного использования пластмасс, используемых для перевозки товаров, а также для потенциального повторного использования или повторного производства некоторых пластиковых компонентов в дорогостоящих потребительских товарах, таких как автомобили и электронное оборудование.Это очевидно в промышленных масштабах с повторным использованием контейнеров и поддонов при транспортировке (см. Thompson et al. 2009 b ). Также наблюдается некоторый переход от одноразовых пластиковых пакетов для переноски к многоразовым пакетам, как из-за программ добровольного изменения поведения, как в Австралии (Департамент окружающей среды и наследия (Австралия), 2008 г.), так и вследствие принятия законодательства, например сборы с пластиковых пакетов в Ирландии (Департамент экологического наследия и местного самоуправления (Ирландия), 2007 г.) или недавний запрет на легкие сумки-переноски, например, в Бангладеш и Китае.

(e) Рециклинг пластмасс

Терминология рециркуляции пластмасс сложна и иногда сбивает с толку из-за широкого диапазона операций по рециркуляции и рекуперации (). Они включают четыре категории: первичные (механическая переработка в продукт с эквивалентными свойствами), вторичные (механическая переработка в продукты, требующие более низких свойств), третичные (восстановление химических компонентов) и четвертичные (восстановление энергии). Первичная переработка часто называется переработкой с замкнутым циклом, а вторичная переработка — понижением.Третичная рециркуляция описывается как химическая рециркуляция или рециркуляция сырья и применяется, когда полимер деполимеризуется до его химических составляющих (Fisher 2003). Четвертичная переработка — это регенерация энергии, энергия из отходов или валоризация. Биоразлагаемые пластмассы также можно компостировать, и это еще один пример третичной переработки, которая также описывается как органическая или биологическая переработка (см. Song et al. , 2009).

Таблица 2.

Терминология, используемая в различных типах переработки и рекуперации пластмасс.

Определения ASTM D5033 эквивалент ISO 15270 (проект) определения другие эквивалентные термины
первичная переработка механическая переработка замкнутая переработка
вторичная переработка механическая переработка понижение рейтинга
третичная переработка химическая переработка переработка сырья
четвертичная переработка рекуперация энергии повышение стоимости

Теоретически возможно переработать большую часть термопластов в замкнутом цикле, однако, В пластиковой упаковке часто используется широкий спектр различных полимеров и других материалов, таких как металлы, бумага, пигменты, чернила и клеи, что усложняет задачу.Рециркуляция с замкнутым контуром наиболее практична, когда полимерный компонент может быть (i) эффективно отделен от источников загрязнения и (ii) стабилизирован против разложения во время переработки и последующего использования. В идеале поток пластиковых отходов для переработки также должен состоять из полимеров узкого диапазона марок, чтобы уменьшить сложность прямой замены первичной смолы. Например, все бутылки из ПЭТ изготавливаются из одинаковых сортов ПЭТ, подходящих как для процесса производства бутылок, так и для переработки в полиэфирное волокно, в то время как ПЭВП, используемый для выдувного формования бутылок, менее подходит для литья под давлением.В результате единственными частями потока бытовых пластиковых отходов, которые обычно перерабатываются строго по замкнутому циклу, являются прозрачные бутылки из ПЭТ, а в последнее время в Великобритании — молочные бутылки из ПЭНД. Пластиковые отходы до потребителя, такие как промышленная упаковка, в настоящее время перерабатываются в большей степени, чем упаковка после потребителя, поскольку они относительно чисты и доступны из меньшего числа источников относительно большего объема. Однако объемы бытовых отходов почти в пять раз превышают объемы, образующиеся в торговле и промышленности (Patel et al. 2000), и поэтому для достижения высоких общих показателей рециркуляции как бытовые, так и постиндустриальные отходы должны быть собраны и переработаны.

В некоторых случаях регенерированный пластик, который не подходит для вторичного использования в предыдущем применении, используется для изготовления нового пластикового продукта, вытесняющего всю или часть первичной полимерной смолы — это также можно рассматривать как первичную переработку. Примерами являются пластиковые ящики и контейнеры, изготовленные из полиэтилена высокой плотности, извлеченного из молочных бутылок, и волокна ПЭТ из восстановленной упаковки из ПЭТ.Понижение статуса — это термин, который иногда используется для вторичной переработки, когда регенерированный пластик помещается в приложение, которое обычно не использует первичный полимер, например. «Пластиковые пиломатериалы» в качестве альтернативы более дорогостоящим / более коротким лесоматериалам, это вторичная переработка (стандарт ASTM D5033).

Химическая переработка или переработка сырья имеет преимущество в том, что извлекают нефтехимические составляющие полимера, которые затем можно использовать для повторного производства пластмассы или для производства других синтетических химикатов. Однако, несмотря на то, что это технически осуществимо, в целом было сочтено, что это неэкономично без значительных субсидий из-за низкой цены на сырье для нефтехимии по сравнению с производственными и технологическими затратами, понесенными для производства мономеров из пластиковых отходов (Patel et al. 2000). Это неудивительно, поскольку это эффективно обращает вспять энергоемкую полимеризацию, ранее проводившуюся при производстве пластмасс.

Переработка полиолефинов посредством термического крекинга производилась в Великобритании на предприятии, первоначально построенном компанией BP, а в Германии — компанией BASF. Однако последний завод был закрыт в 1999 г. (Aguado et al. 2007). Химическая переработка ПЭТ оказалась более успешной, поскольку возможна деполимеризация в более мягких условиях.Смола ПЭТ может быть разложена гликолизом, метанолизом или гидролизом, например, для получения ненасыщенных полиэфирных смол (Sinha et al. 2008). Его также можно превратить обратно в ПЭТ, либо после деполимеризации, либо путем простой повторной подачи хлопьев ПЭТ в реактор полимеризации, это также может удалить летучие загрязнители, поскольку реакция происходит при высокой температуре и вакууме (Uhde Inventa-Fischer 2007 ).

(f) Альтернативные материалы

Биоразлагаемые пластмассы обладают потенциалом для решения ряда проблем обращения с отходами, особенно для одноразовой упаковки, которую нелегко отделить от органических отходов в общественном питании или в сельском хозяйстве.Можно включить биоразлагаемые пластмассы в аэробное компостирование или путем анаэробного сбраживания с улавливанием метана для использования энергии. Однако биоразлагаемые пластмассы также могут усложнить обращение с отходами, если они вводятся без соответствующих технических характеристик, систем обращения и просвещения потребителей. Кроме того, очевидно, что могут возникнуть серьезные проблемы с получением достаточного количества биомассы, чтобы заменить большую часть текущего потребления полимеров, поскольку только 5 процентов текущего европейского химического производства используют биомассу в качестве сырья (Soetaert & Vandamme 2006).Это большая тема, которую нельзя охватить в этой статье, за исключением того, что желательно, чтобы компостируемые и разлагаемые пластмассы были соответствующим образом маркированы и использовались таким образом, чтобы дополнять, а не компрометировать схемы управления отходами (см. Song et al . 2009 г.).

3. Системы для вторичной переработки пластика

Пластиковые материалы могут быть переработаны различными способами, и простота переработки зависит от типа полимера, дизайна упаковки и типа продукта. Например, жесткие контейнеры, состоящие из одного полимера, проще и экономичнее перерабатывать, чем многослойные и многокомпонентные упаковки.

Термопласты, включая ПЭТ, ПЭ и ПП, имеют высокий потенциал для механической переработки. Термореактивные полимеры, такие как ненасыщенный полиэфир или эпоксидная смола, не могут быть переработаны механически, за исключением потенциально повторного использования в качестве наполнителя после того, как они были уменьшены в размере или измельчены до мелких частиц или порошков (Rebeiz & Craft 1995). Это связано с тем, что термореактивные пластмассы постоянно сшиваются при производстве и поэтому не могут быть переплавлены и повторно сформированы. Переработка сшитой резины из автомобильных шин обратно в резиновую крошку для переработки в другие продукты действительно происходит, и ожидается, что она будет расти в связи с Директивой ЕС о захоронении отходов (1999/31 / EC), которая запрещает захоронение отходов шины и отходы шин.

Основная проблема при производстве переработанных смол из пластиковых отходов заключается в том, что большинство различных типов пластмасс несовместимы друг с другом из-за присущей им несмешиваемости на молекулярном уровне и различий в требованиях к переработке на макроуровне. Например, небольшое количество загрязнителя ПВХ, присутствующего в потоке рециркуляции ПЭТ, приведет к разложению переработанной смолы ПЭТ из-за выделения газообразной соляной кислоты из ПВХ при более высокой температуре, необходимой для плавления и переработки ПЭТ.И наоборот, ПЭТ в потоке рециркулируемого ПВХ будет образовывать твердые комки недиспергированного кристаллического ПЭТ, что значительно снижает ценность переработанного материала.

Следовательно, часто технически невозможно добавить регенерированный пластик к первичному полимеру без ухудшения по крайней мере некоторых качественных характеристик первичного пластика, таких как цвет, прозрачность или механические свойства, такие как ударная вязкость. В большинстве случаев переработанная смола смешивает переработанную смолу с первичной смолой — часто с полиолефиновыми пленками для некритических применений, таких как мешки для мусора, ирригационные или дренажные трубы без номинального давления, или для использования в многослойных приложениях, где переработанная смола помещается между поверхностными слоями первичной смолы.

Возможность замены вторичного пластика на первичный полимер обычно зависит от чистоты регенерированного пластикового сырья и требований к свойствам пластмассового продукта, который будет производиться. Это привело к нынешним схемам переработки бытовых отходов, которые концентрируются на наиболее легко разделяемых упаковках, таких как бутылки из-под безалкогольных напитков и воды из ПЭТ, а также бутылки из-под молока из полиэтилена высокой плотности, которые можно точно идентифицировать и отсортировать из потока смешанных отходов. . Напротив, существует ограниченная рециркуляция многослойных / многокомпонентных изделий, поскольку это приводит к загрязнению между типами полимеров.Таким образом, вторичная переработка после потребителя состоит из нескольких ключевых этапов: сбор, сортировка, очистка, уменьшение размера и разделение и / или обеспечение совместимости для уменьшения загрязнения несовместимыми полимерами.

(a) Сбор

Сбор пластиковых отходов может осуществляться по «схемам привоза» или путем сбора на обочине дороги. Схемы принесения, как правило, приводят к низким показателям собираемости при отсутствии либо решительного общественного поведения, либо схем возврата депозитов, которые налагают прямой экономический стимул для участия.Следовательно, общая тенденция заключается в сборе вторсырья путем сбора на тротуарах наряду с ТБО. Чтобы максимизировать рентабельность этих программ, большинство сборов на обочине представляют собой смешанные вторсырья (бумага / картон, стекло, алюминий, стальные и пластиковые контейнеры). Хотя схемы сбора пластиковых бутылок были очень успешными при извлечении упаковки из пластиковых бутылок из домов, с точки зрения общего потребления, как правило, восстанавливается только 30-40% пластиковых бутылок после потребителя, поскольку большая часть такой упаковки поступает от продуктов питания и напитков. потребляется вдали от дома.По этой причине важно разработать эффективные схемы сбора отходов «на ходу» и «офисная переработка», если мы хотим увеличить общий уровень сбора пластиковой упаковки.

(b) Сортировка

Сортировка смешанных жестких вторсырья осуществляется как автоматическими, так и ручными методами. Автоматической предварительной сортировки обычно достаточно, чтобы получить поток пластика, отделенный от стекла, металлов и бумаги (кроме наклеенных, например этикеток и крышек). Как правило, молочные бутылки из прозрачного ПЭТ и непигментированного ПЭНД идентифицируются положительно и выделяются из потока.Автоматическая сортировка контейнеров в настоящее время широко используется операторами предприятий по рекуперации материалов, а также многими предприятиями по переработке пластмасс. Эти системы обычно используют спектроскопию в ближней инфракрасной области с преобразованием Фурье (FT-NIR) для анализа типа полимера, а также используют системы оптического распознавания цвета для сортировки потоков на четкие и цветные фракции. С помощью оптических сортировщиков можно различать прозрачные, голубые, темно-синие, зеленые и другие цветные ПЭТ-контейнеры. Эффективность сортировки можно повысить с помощью нескольких детекторов и последовательной сортировки.Другие технологии сортировки включают обнаружение рентгеновских лучей, которое используется для разделения контейнеров из ПВХ, которые содержат 59 процентов хлора по весу и поэтому могут быть легко различимы (Arvanitoyannis & Bosnea 2001; Fisher 2003).

Большинство местных органов власти или предприятий по рекуперации материалов не собирают активно гибкую упаковку после потребителя, поскольку в настоящее время имеется недостаток в оборудовании, которое позволяет легко отделить гибкие упаковки. Многие предприятия по переработке пластика используют троммели и системы классификации воздуха на основе плотности для удаления небольших количеств гибких материалов, таких как некоторые пленки и этикетки.Однако в этой области есть разработки и новые технологии, такие как баллистические сепараторы, сложные гидроциклоны и воздушные классификаторы, которые повысят возможности восстановления гибкой упаковки после потребителя (Fisher 2003).

(c) Уменьшение размера и очистка

Жесткие пластмассы обычно измельчают до хлопьев и очищают от остатков пищи, волокон целлюлозы и клея. В моечных установках последнего поколения используется всего 2–3 м 3 воды на тонну материала, что примерно вдвое меньше, чем у предыдущего оборудования.Инновационные технологии удаления органических веществ и поверхностных загрязнений из хлопьев включают «химическую чистку», которая очищает поверхности за счет трения без использования воды.

(d) Дальнейшее разделение

После уменьшения размера может применяться ряд методов разделения. Разделение раковина / поплавок в воде может эффективно отделить полиолефины (PP, HDPE, L / LLDPE) от PVC, PET и PS. Использование различных сред может позволить отделить ПС от ПЭТ, но ПВХ нельзя удалить из ПЭТ таким образом, поскольку их диапазоны плотности перекрываются.Другие методы разделения, такие как отмучивание воздухом, также могут использоваться для удаления пленок низкой плотности с более плотных измельченных пластиков (Chandra & Roy 2007), например в удалении этикеток с ПЭТ-хлопьев.

Технологии уменьшения загрязнения ПВХ в хлопьях ПЭТ включают пенную флотацию (Drelich et al. 1998; Marques & Tenorio 2000) [Jh2], FT-NIR или рамановские эмиссионные спектроскопические детекторы для обеспечения выброса хлопьев и использования различных электростатических свойств (Park и др. 2007).Для ПЭТ-хлопьев можно использовать термические печи для выборочного разложения незначительных количеств примесей ПВХ, так как ПВХ становится черным при нагревании, что позволяет производить сортировку по цвету.

Существуют различные методы сортировки хлопьев, но традиционные системы сортировки ПЭТ преимущественно ограничиваются разделением; (i) цветные хлопья из прозрачных хлопьев ПЭТ и (ii) материалы с различными физическими свойствами, такими как плотность из ПЭТ. Новые подходы, такие как системы лазерной сортировки, могут использоваться для удаления других примесей, таких как силиконы и нейлон.

«Лазерная сортировка» использует эмиссионную спектроскопию для различения типов полимеров. Эти системы, вероятно, значительно улучшат способность разделять сложные смеси, поскольку они могут выполнять до 860 000 спектров -1 и могут сканировать каждую отдельную чешуйку. Их преимущество в том, что их можно использовать для сортировки различного черного пластика — проблема традиционных автоматических систем. Применение систем лазерной сортировки, вероятно, увеличит разделение WEEE и автомобильного пластика.Эти системы также могут разделять полимеры по типу или марке, а также могут отделять полиолефиновые материалы, такие как полипропилен, от полиэтилена высокой плотности. Тем не менее, это все еще очень новый подход, и в настоящее время он используется лишь на небольшом количестве европейских предприятий по переработке отходов.

(e) Текущие достижения в переработке пластика

Инновации в технологиях переработки за последнее десятилетие включают в себя все более надежные детекторы и сложное программное обеспечение для принятия решений и распознавания, которые в совокупности повышают точность и производительность автоматической сортировки — например, современные детекторы FT-NIR могут работать на период до 8000 ч между отказами извещателей.

Другая область инноваций заключалась в поиске более ценных приложений для вторичных полимеров в процессах с замкнутым циклом, которые могут напрямую заменить первичный полимер (см.). Например, в Великобритании с 2005 года большая часть листов ПЭТ для термоформования содержит 50–70% переработанного ПЭТ (rPET) за счет использования слоев слоев A / B / A, где внешние слои (A) представляют собой одобренную для контакта с пищевыми продуктами первичную смолу. , а внутренний слой (B) — это rPET. Пищевой rPET теперь также широко доступен на рынке для прямого контакта с пищевыми продуктами из-за разработки «сверхчистых» сортов.У них есть только небольшое ухудшение прозрачности по сравнению с первичным ПЭТ, и они используются при 30-50% замене первичного ПЭТ во многих областях применения и на 100% материала в некоторых бутылках.

Таблица 3.

Сравнение некоторых воздействий на окружающую среду производства товарных полимеров и текущих возможностей вторичной переработки из источников после потребителя.

От базы данных до ворот LCI (данные ЕС)
полимер энергия (ГДж тонна −1 ) вода (килотонна −1 ) CO 2 -e a (т тонна −1 ) Использование b (ктонн) рециклинг замкнутого цикла эффективность текущих процессов рециклинга
PET 82.7 66 3,4 2160 да высокий с прозрачным ПЭТ из бутылок Цветной ПЭТ
в основном используется для волокна
дополнительных выпусков с лотками из CPET, ПЭТ-G
HDPE 76,7 32 1,9 5468 некоторые высокие для бутылок из натурального HDPE, но более сложные для непрозрачных бутылок и лотков из-за большого разнообразия марок и цветов и смесей с LDPE и PP
PVC 56.7 46 1,9 6509 некоторые плохое восстановление из-за перекрестного загрязнения ПЭТ
Упаковка и этикетки из ПВХ представляют собой серьезную проблему при переработке ПЭТ-бутылок и смешанных пластмасс
LDPE 78,1 47 2,1 7899 некоторые низкие скорости извлечения, в основном в виде смешанных полиолефинов, которые могут иметь достаточные свойства для некоторых применений. Большая часть бытовой гибкой упаковки не рекуперировалась
PP 73.4 43 2,0 7779 теоретически еще не перерабатывается широко, но имеет потенциал. Требуются меры по сортировке и сепарации, а также развитие дополнительных каналов сбыта для вторичного полипропилена
PS 87,4 140 3,4 2600 теоретически плохо, чрезвычайно трудно рентабельно отделить от сопутствующих товаров. смешанный сбор, раздельный сбор промышленной упаковки и пенополистирола может быть эффективным
переработанный пластик 8–55 типично 3.5 c типичный 1,4 3130 примерно значительные различия в энергии, воде и выбросах от процессов рециркуляции, поскольку это развивающаяся отрасль, на которую влияют эффективность сбора, тип процесса, ассортимент продукции и т. Д.

Ряд европейских стран, включая Германию, Австрию, Норвегию, Италию и Испанию, уже собирают, в дополнение к своим потокам бутылок, жесткую упаковку, такую ​​как лотки, кадки и горшки, а также ограниченное количество гибкой упаковки для потребителя, такой как как пленки и обертки.Переработка этой упаковки без бутылок стала возможной благодаря улучшениям в технологиях сортировки и мойки и появлению новых рынков для вторичного сырья. В Великобритании Программа действий по утилизации отходов (WRAP) провела первоначальное исследование переработки смешанных пластмасс и в настоящее время проводит его полномасштабную валидацию (WRAP 2008 b ). Потенциальные выгоды от переработки смешанного пластика с точки зрения эффективности использования ресурсов, утечки со свалок и экономии выбросов очень высоки, если учесть тот факт, что в Великобритании, по оценкам, ежегодно производится более миллиона тонн пластиковой упаковки без бутылок. (WRAP 2008 a ) по сравнению с 525 000 тоннами отходов пластиковых бутылок (WRAP 2007).

4. Экологическое обоснование утилизации

Анализ жизненного цикла может быть полезным инструментом для оценки потенциальных преимуществ программ утилизации. Если переработанный пластик используется для производства товаров, которые в противном случае были бы изготовлены из нового (первичного) полимера, это напрямую сократит использование масла и выбросы парниковых газов, связанных с производством первичного полимера (за вычетом выбросов, связанных с самой деятельностью по переработке. ). Однако, если пластмассы перерабатываются в изделия, которые ранее были изготовлены из других материалов, таких как дерево или бетон, тогда не будет достигнута экономия в потребностях в производстве полимеров (Fletcher & Mackay 1996).Использование любого такого альтернативного материала может иметь другие экологические издержки или выгоды, но они отвлекают от нашего обсуждения преимуществ вторичного использования, и их следует рассматривать в индивидуальном порядке. Здесь мы в первую очередь рассмотрим переработку пластмасс в продукты, которые в противном случае были бы произведены из первичного полимера.

Технологии рециркуляции сырья (химической) удовлетворяют общему принципу регенерации материалов, но являются более дорогостоящими, чем механическая рециркуляция, и менее энергетически выгодны, поскольку полимер необходимо деполимеризовать, а затем повторно полимеризовать.Исторически это требовало очень значительных субсидий из-за низкой цены на нефтехимические продукты в отличие от высоких производственных и производственных затрат на химическую переработку полимеров.

Рекуперация энергии из пластиковых отходов (путем преобразования в топливо или путем прямого сжигания для выработки электроэнергии, использования в цементных печах и доменных печах и т. Д.) Может использоваться для уменьшения объемов захоронения отходов, но не снижает спрос на ископаемое топливо (поскольку пластиковые отходы были получены из нефтехимических продуктов; Garforth et al. 2004). Их выбросы также вызывают опасения для окружающей среды и здоровья.

Одним из ключевых преимуществ вторичной переработки пластмасс является снижение потребности в производстве пластмасс. предоставляет данные о некоторых воздействиях на окружающую среду от производства первичных товарных пластмасс (до «заводских ворот») и обобщает способность этих смол быть переработанными из бытовых отходов. Что касается энергопотребления, рециркуляция, как было показано, позволяет экономить больше энергии, чем при рекуперации энергии, даже с учетом энергии, используемой для сбора, транспортировки и повторной обработки пластика (Morris 1996).Анализ жизненного цикла также использовался для систем переработки пластика для оценки чистого воздействия на окружающую среду (Arena et al. 2003; Perugini et al. 2005), и они выявили более значительные положительные экологические преимущества для механической переработки по сравнению с захоронением отходов и сжиганием. с рекуперацией энергии.

Было подсчитано, что переработка ПЭТ-бутылок дает чистую выгоду в виде выбросов парниковых газов в размере 1,5 тонн CO 2 -э на тонну переработанного ПЭТ (Департамент окружающей среды и охраны окружающей среды (NSW) 2005), а также сокращение количества свалок и чистое потребление энергии.Среднее чистое сокращение на 1,45 тонны CO 2 -э на тонну переработанного пластика было оценено в качестве полезного ориентира для политики (ACRR 2004), одной из оснований для этого значения, по-видимому, послужил немецкий анализ жизненного цикла (LCA ) исследование (Patel et al. 2000), в котором также было обнаружено, что большая часть чистой энергии и выгод от выбросов возникает в результате замещения производства первичных полимеров. Недавняя оценка жизненного цикла, специально предназначенная для производства бутылок из ПЭТ, подсчитала, что использование 100% переработанного ПЭТ вместо 100% первичного ПЭТ снизит выбросы за весь жизненный цикл с 446 до 327 г CO 2 на бутылку, что приведет к снижению выбросов на 27%. относительное сокращение выбросов (WRAP 2008 e ).

Смешанные пластмассы, наименее благоприятный источник вторичного полимера, все же могут обеспечить чистую выгоду от 0,5 тонны CO 2 -э на тонну переработанного продукта (WRAP 2008 c ). Более высокая экологическая эффективность переработки бутылок обусловлена ​​как более эффективным процессом переработки бутылок по сравнению с смешанными пластиками, так и особенно высоким профилем выбросов при производстве первичного ПЭТ. Тем не менее, сценарий переработки смешанных пластмасс по-прежнему имеет положительную чистую выгоду, которая считается превосходящей по сравнению с другими изученными вариантами, как по захоронению отходов, так и по рекуперации энергии в качестве топлива из твердых отходов, при условии замещения первичного полимера.

5. Общественная поддержка утилизации

Общественность все больше осознает необходимость устойчивого производства и потребления. Это побудило местные власти организовать сбор вторсырья, побудило некоторых производителей разрабатывать продукты с вторичным содержанием, а другие предприятия удовлетворить этот общественный спрос. Маркетинговые исследования потребительских предпочтений показывают, что существует значительная, но не подавляющая часть людей, которые ценят экологические ценности в своих покупательских моделях.Для таких клиентов подтверждение вторичного содержимого и пригодности упаковки для вторичной переработки может быть положительным признаком, в то время как преувеличенные заявления о возможности вторичной переработки (где вторичная переработка является потенциальной, а не действительной) могут снизить доверие потребителей. Было отмечено, что участие в схемах рециркуляции — это экологическое поведение, которое широко используется среди населения в целом и составило 57 процентов в Великобритании в исследовании 2006 года (WRAP 2008 d ) и 80 процентов в австралийском исследовании, где коллекция kerbside существовала дольше (NEPC 2001).

Некоторые правительства используют политику поощрения вторичной переработки отходов, например Директиву ЕС по упаковке и отходам упаковки (94/62 / EC). Впоследствии это привело к тому, что Германия приняла законодательство о расширении ответственности производителя, в результате чего была принята схема die Grüne Punkt (Зеленая точка), предусматривающая восстановление и переработку упаковки. В Великобритании ответственность производителя была введена посредством схемы создания и продажи нот для восстановления упаковки, а также недавно введенного сбора за захоронение отходов для финансирования ряда мероприятий по сокращению отходов.Вследствие всех вышеперечисленных тенденций рыночная стоимость вторичного полимера и, следовательно, возможность вторичной переработки заметно выросли за последние несколько лет.

Расширенная ответственность производителя также может быть введена посредством схем возврата депозита, например, в отношении контейнеров для напитков, аккумуляторов и автомобильных шин. Эти схемы могут быть эффективными для повышения уровня сбора, например, в одном штате Австралии есть схема сдачи контейнеров (которая включает бутылки из-под безалкогольных напитков из ПЭТ), а также схемы сбора на обочине дороги.Здесь уровень сбора ПЭТ-бутылок составил 74% продаж по сравнению с 36% продаж в других штатах, где сбор только на обочине дороги. Доля бутылок в подстилке также была уменьшена по сравнению с другими штатами (West 2007).

6. Экономические проблемы, связанные с рециклингом

Два ключевых экономических фактора влияют на жизнеспособность рециклинга термопластов. Это цена переработанного полимера по сравнению с первичным полимером и стоимость переработки по сравнению с альтернативными формами приемлемой утилизации.Есть дополнительные проблемы, связанные с различиями в количестве и качестве поставок по сравнению с первичным пластиком. Отсутствие информации о наличии переработанного пластика, его качестве и пригодности для конкретных применений также может сдерживать использование переработанного материала.

Исторически основными методами удаления отходов были захоронение или сжигание. Стоимость захоронения мусора значительно различается в зависимости от региона в зависимости от геологии и характера землепользования и может повлиять на жизнеспособность утилизации в качестве альтернативного пути захоронения.В Японии, например, раскопки, необходимые для захоронения мусора, обходятся дорого из-за твердой природы подстилающей вулканической породы; в то время как в Нидерландах это дорого из-за проницаемости с моря. Высокая стоимость утилизации является экономическим стимулом либо к переработке, либо к рекуперации энергии.

Сбор использованного пластика из домашних хозяйств более экономичен в пригородах, где плотность населения достаточно высока для достижения эффекта масштаба. Наиболее эффективная схема сбора может варьироваться в зависимости от местности, типа жилья (дома или большие многоквартирные дома) и типа имеющихся сортировочных объектов.В сельской местности схемы «привезти», когда население самостоятельно сдают отходы на переработку, например, когда они посещают соседний город, считаются более рентабельными, чем сбор на обочине дороги. Многие местные органы власти и некоторые супермаркеты в Великобритании используют «привозные банки» или даже торговые автоматы по обратной продаже. Эти последние методы могут быть хорошим источником относительно чистых вторсырья, но неэффективны в обеспечении высоких показателей сбора бытовых отходов. В Великобритании резкое увеличение сбора мусора из пластиковых бутылок стало очевидным только после относительно недавнего внедрения утилизации тротуаров ().

Рост сбора пластиковых бутылок по схемам доставки и тротуара в Великобритании (WRAP 2008 d ).

На цену первичного пластика влияет цена на нефть, которая является основным сырьем для производства пластика. Поскольку качество рекуперированного пластика обычно ниже, чем у первичного пластика, цена на первичный пластик устанавливает потолок для цен на рекуперированный пластик. Цена на нефть значительно выросла за последние несколько лет, с 2005 года с диапазона примерно 25 долларов США за баррель до диапазона цен в диапазоне 50–150 долларов США.Следовательно, хотя более высокие цены на нефть также в некоторой степени увеличивают стоимость сбора и переработки, переработка стала относительно более привлекательной с финансовой точки зрения.

Технологический прогресс в переработке вторичного сырья может улучшить экономические показатели двумя основными способами — за счет снижения затрат на переработку (повышение производительности / эффективности) и за счет сокращения разрыва между стоимостью переработанной смолы и первичной смолы. Последнее особенно усиливается технологиями превращения рекуперированного пластика в полимер пищевого качества путем удаления загрязнений, поддерживая рециркуляцию по замкнутому циклу.Эта технология была проверена для rPET из прозрачных бутылок (WRAP 2008 b ), а совсем недавно для rHDPE из молочных бутылок (WRAP 2006).

Итак, хотя более десяти лет назад переработка пластмасс без субсидий была в основном жизнеспособной только из постиндустриальных отходов или в местах, где стоимость альтернативных форм утилизации была высокой, теперь она становится все более жизнеспособной в гораздо более широком географическом масштабе, и для бытовых отходов.

7. Текущие тенденции в переработке пластика

В Западной Европе образование пластиковых отходов растет примерно на 3 процента в год, что примерно соответствует долгосрочному экономическому росту, в то время как объем механической переработки резко увеличивался со скоростью примерно 7 процентов годовых.Однако в 2003 году это по-прежнему составляло лишь 14,8% образовавшихся пластиковых отходов (из всех источников). Вместе с рециркуляцией сырья (1,7 процента) и рекуперацией энергии (22,5 процента) это составило примерно 39 процентов от 21,1 миллиона тонн пластиковых отходов, образовавшихся в 2003 году (). Эта тенденция к увеличению как механической переработки, так и рекуперации энергии продолжается, хотя это тенденция к увеличению образования отходов.

Объемы пластиковых отходов, вывозимых на свалки и собираемых различными методами в Западной Европе, 1993–2003 гг. (APME 2004).

8. Проблемы и возможности для улучшения переработки пластмасс

Эффективная переработка смешанных пластиковых отходов — следующая серьезная задача для сектора переработки пластмасс. Преимущество заключается в возможности рециркулировать большую часть потока пластиковых отходов за счет расширения сбора пластиковой упаковки после потребителя, чтобы охватить более широкий спектр материалов и типов упаковки. Дизайн продукта для вторичной переработки имеет большой потенциал, чтобы помочь в таких усилиях по вторичной переработке. Исследование, проведенное в Великобритании, показало, что количество упаковки в обычной корзине для покупок, которая, даже если она собрана, не может быть эффективно переработана, колеблется от 21 до 40% (Ассоциация местного самоуправления (Великобритания) 2007).Следовательно, более широкая реализация политики, способствующей использованию в промышленности принципов экологического дизайна, может иметь большое влияние на эффективность переработки, увеличивая долю упаковки, которую можно экономично собирать и вывозить со свалки (см. Shaxson et al. 2009). Та же логика применима к потребительским товарам длительного пользования, предназначенным для разборки, вторичной переработки, и спецификации использования переработанных смол являются ключевыми действиями для увеличения вторичной переработки.

Большинство схем сбора после потребителя предназначены для жесткой упаковки, поскольку гибкая упаковка имеет тенденцию быть проблематичной на этапах сбора и сортировки.Большинство современных предприятий по рекуперации материалов испытывают трудности с обращением с гибкой пластиковой упаковкой из-за различных характеристик обращения с жесткой упаковкой. Низкое соотношение веса к объему пленок и пластиковых пакетов также снижает экономическую целесообразность инвестирования в необходимые объекты для сбора и сортировки. Однако в настоящее время пластиковая пленка перерабатывается из источников, включая вторичную упаковку, такую ​​как термоусадочная пленка для поддонов и ящиков, а также некоторые сельскохозяйственные пленки, так что это возможно при правильных условиях.Подходы к увеличению объемов вторичной переработки пленок и гибкой упаковки могут включать раздельный сбор или инвестиции в дополнительные сортировочные и перерабатывающие предприятия на предприятиях по утилизации смешанных пластиковых отходов. Для успешной переработки смешанных пластмасс необходимо выполнять высокопроизводительную сортировку исходных материалов, чтобы гарантировать, что типы пластмасс разделяются до высокого уровня чистоты; однако существует потребность в дальнейшем развитии конечных рынков для каждого потока рециклатов полимеров.

Эффективность вторичной переработки упаковки после потребителя могла бы быть значительно увеличена, если бы разнообразие материалов было рационализировано до подмножества текущего использования. Например, если все жесткие пластиковые контейнеры, от бутылок, банок до лотков, были из ПЭТ, ПНД и ПП, без прозрачного ПВХ или ПС, которые проблематично отсортировать от смешанных вторсырья, тогда вся жесткая пластиковая упаковка могла бы быть собрана и отсортирована. производить переработанные смолы с минимальным перекрестным загрязнением. Потери отбракованного материала и стоимость переработанных смол будут увеличены.Кроме того, следует выбирать этикетки и клейкие материалы, чтобы обеспечить максимальную эффективность вторичной переработки. Улучшения в сортировке / разделении на предприятиях по переработке отходов дают дополнительный потенциал как для увеличения объемов переработки, так и для повышения экологической эффективности за счет снижения фракций отходов, использования энергии и воды (см. §3). Целью должно быть максимальное увеличение объема и качества переработанных смол.

9. Выводы

Таким образом, вторичная переработка является одной из стратегий управления отходами пластиковых изделий в конце срока их службы.Это имеет смысл как с экономической, так и с экологической точек зрения, и последние тенденции демонстрируют существенное увеличение скорости восстановления и переработки пластиковых отходов. Эти тенденции, вероятно, сохранятся, но все еще существуют некоторые серьезные проблемы, связанные как с технологическими факторами, так и с проблемами экономического или социального поведения, связанными со сбором рециркулируемых отходов и заменой первичного материала.

Переработка более широкого ассортимента пластиковой упаковки после потребителя, а также пластиковых отходов от потребительских товаров и ПЗВ позволит в дальнейшем улучшить показатели утилизации пластиковых отходов и их утечки со свалок.В сочетании с усилиями по увеличению использования и спецификации переработанных сортов в качестве замены первичного пластика переработка пластиковых отходов является эффективным способом улучшения экологических показателей полимерной промышленности.

Ссылки

  • ACRR 2004 Руководство по надлежащей практике переработки пластиковых отходов Брюссель, Бельгия: Ассоциация городов и регионов по переработке [Google Scholar]
  • Агуадо Дж., Серрано Д. П., Сан-Мигель Г. 2007 Европейские тенденции в переработке пластикового сырья отходы.Global NEST J. 9, 12–19 [Google Scholar]
  • Andrady A.1994 Оценка биоразложения синтетических полимеров в окружающей среде. Polym. Ред. 34, 25–76 (doi: 10.1080 / 15321799408009632) [Google Scholar]
  • Андради А., 2003 г. Учебник по окружающей среде. В «Пластмассы и окружающая среда» (под ред. Андради А.), стр. 3–76. Хобокен, штат Нью-Джерси: Wiley Interscience [Google Scholar]
  • Андради А. Л., Нил М. А. 2009. Применение и социальные преимущества пластмасс. Фил. Пер. R. Soc. B 364, 1977–1984 (DOI: 10.1098 / rstb.2008.0304) [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • APME 2004 Анализ потребления и восстановления пластмасс в Европе Брюссель, Бельгия: Европейская ассоциация производителей пластмасс [Google Scholar]
  • Arena U., Mastellone М., Перуджини Ф. 2003 Оценка жизненного цикла системы переработки пластиковой упаковки. Int. J. Оценка жизненного цикла. 8, 92–98 (doi: 10.1007 / BF02978432) [Google Scholar]
  • Арванитояннис И., Босня Л., 2001 г. Вторичная переработка полимерных материалов, используемых для упаковки пищевых продуктов: текущее состояние и перспективы.Food Rev. Int. 17, 291–346 (doi: 10.1081 / FRI-100104703) [Google Scholar]
  • Стандарт ASTM D5033 2000 Стандартное руководство по разработке стандартов ASTM, относящихся к переработке и использованию переработанных пластиков Вест Коншохокен, Пенсильвания: ASTM International; (DOI: 10.1520 / D5033-00) [Google Scholar]
  • Британская федерация пластмасс. Расход масла. 2008. См. Http://www.bpf.co.uk/Oil_Consuming.aspx. (20 октября 2008 г.)
  • Барнс Д. К., Галгани Ф., Томпсон Р. С., Барлаз М. 2009 Накопление и фрагментация пластикового мусора в глобальной окружающей среде.Фил. Пер. R. Soc. B 364, 1985–1998 (doi: 10.1098 / rstb.2008.0205) [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Чанда М., Рой С. Справочник по пластиковым технологиям, 4-е изд. Бока-Ратон, Флорида: CRC Press [Google Ученый]
  • DEFRA 2007 Информационные бюллетени по стратегии утилизации отходов. См. Http://www.defra.gov.uk/environment/waste/strategy/factsheets/landfilltax.htm (26 ноября 2008 г.)
  • Министерство окружающей среды и охраны окружающей среды (NSW) 2005 г. Преимущества утилизации Австралия: Parramatta [Google Scholar]
  • Департамент окружающей среды и наследия (Австралия) 2008 Пластиковые пакеты.См. Http://www.ephc.gov.au/ephc/plastic_bags.html (26 ноября 2008 г.)
  • Департамент окружающей среды и местного самоуправления (Ирландия), 2007 г. Пластиковые пакеты. См. Http://www.environ.ie/en/Environment/Waste/PlasticBags (26 ноября 2008 г.)
  • Дрелих Дж., Пейн Дж., Ким Т., Миллер Дж. 1998 г. Селективная пенная флотация ПВХ из смесей ПВХ / ПЭТ для индустрии переработки пластмасс. Polym. Англ. Sci. 38, 1378 (doi: 10.1002 / pen.10308) [Google Scholar]
  • EEA 2008 Лучшее управление муниципальными отходами приведет к сокращению выбросов парниковых газов Копенгаген, Дания: Европейское агентство по окружающей среде [Google Scholar]
  • Фишер М.2003 Переработка пластмасс. In Plastics and the environment (ed. Andrady A.), pp. 563–627 Hoboken, NJ: Wiley Interscience [Google Scholar]
  • Fletcher B., Mackay M.1996 Модель переработки пластмасс: снижает ли переработка количество отходов ? Ресурс. Консерв. Recycling 17, 141–151 (doi: 10.1016 / 0921-3449 (96) 01068-3) [Google Scholar]
  • Frosch R., Gallopoulos N.1989 Стратегии производства. Sci. Являюсь. 261, 144–152 [Google Scholar]
  • Гарфорт А., Али С., Эрнандес-Мартинес Дж., Аках А. 2004 Переработка сырья из полимерных отходов. Curr. Opin. Solid State Mater. Sci. 8, 419–425 (doi: 10.1016 / j.cossms.2005.04.003) [Google Scholar]
  • Gilpin R., Wagel D., Solch J.2003 Производство, распределение и судьба полихолорированных дибензо-пара-диоксинов, дибензофуранов , и родственные галогенорганические соединения в окружающей среде. В «Диоксины и здоровье» (ред. Шектер А., Гасевич Т.), 2-е изд. Хобокен, штат Нью-Джерси: John Wiley & Sons Inc [Google Scholar]
  • Грегори М.Р., 2009 г. Экологические последствия пластикового мусора в морских условиях — запутывание, проглатывание, удушение, вешалки -он, автостоп и инопланетные нашествия.Фил. Пер. R. Soc. B 364, 2013–2025 (doi: 10.1098 / rstb.2008.0265) [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Институт местного самообеспечения 2002 г. Опыт Западной Европы с многоразовыми контейнерами для напитков. См. Http://www.grrn.org/beverage/refillables/Europe.html (26 ноября 2008 г.)
  • Кирику И., Бриасулис Д. 2007 Биодеградация сельскохозяйственных пластиковых пленок: критический обзор. J. Polym. Environ. 15, 125–150 (doi: 10.1007 / s10924-007-0053-8) [Google Scholar]
  • Ассоциация местных органов власти (Великобритания) 2007 Война с отходами: исследование упаковки пищевых продуктов Великобритания: Местные органы власти [Google Scholar]
  • Marques G ., Tenorio J.2000 Использование пенной флотации для разделения смесей ПВХ / ПЭТ. Waste Management 20, 265–269 (doi: 10.1016 / S0956-053X (99) 00333-5) [Google Scholar]
  • McDonough W., Braungart M.2002 От колыбели до колыбели: изменение способа производства вещей Нью-Йорк, Нью-Йорк: North Point Press [Google Scholar]
  • Моррис Дж.1996 Утилизация против сжигания: анализ энергосбережения. J. Hazard. Матер. 47, 277–293 (doi: 10.1016 / 0304-3894 (95) 00116-6) [Google Scholar]
  • NEPC 2001 Отчет NEPC о выполнении Национальной меры по охране окружающей среды (использованные упаковочные материалы) в Новом Южном Уэльсе.Аделаида, Австралия: Совет по охране окружающей среды и наследию [Google Scholar]
  • Oehlmann J., et al. 2009 Критический анализ биологического воздействия пластификаторов на дикую природу. Фил. Пер. R. Soc. B 364, 2047–2062 (doi: 10.1098 / rstb.2008.0242) [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Park C.-H., Jeon H.-S., Park K.2007 Удаление ПВХ из смешанного пластмассы путем трибоэлектростатической сепарации. J. Hazard. Матер. 144, 470–476 (doi: 10.1016 / j.jhazmat.2006.10.060) [PubMed] [Google Scholar]
  • Патель М., фон Тьенен Н., Йохем Э., Уоррелл Э. 2000. Вторичная переработка пластмасс в Германии. Ресурс., Консерв. Recycling 29, 65–90 (doi: 10.1016 / S0921-3449 (99) 00058-0) [Google Scholar]
  • Perugini F., Mastellone M., Arena U.2005A Оценка жизненного цикла вариантов механической переработки и переработки сырья для управления отходов пластиковой упаковки. Environ. Прогр. 24, 137–154 (doi: 10.1002 / ep.10078) [Google Scholar]
  • PlasticsEurope 2008aЭко-профили европейской индустрии пластмасс. Брюссель, Бельгия: PlasticsEurope; См. Http: // lca.plasticseurope.org/index.htm (1 ноября 2008 г.) [Google Scholar]
  • PlasticsEurope 2008b Неопровержимые факты о пластмассах 2007: анализ производства пластмасс, спроса и восстановления в 2007 году в Европе. Брюссель, Бельгия: PlasticsEurope [Google Scholar]
  • Ребеиз К., Craft A.1995 Управление пластиковыми отходами в строительстве: технологические и институциональные вопросы. Ресурс., Консерв. Recycling 15, 245–257 (doi: 10.1016 / 0921-3449 (95) 00034-8) [Google Scholar]
  • Ryan P. G., Moore C.Дж., Ван Франекер Дж. А., Молони К. Л. 2009 Мониторинг количества пластикового мусора в морской среде. Фил. Пер. R. Soc. B 364, 1999–2012 (doi: 10.1098 / rstb.2008.0207) [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Шаксон Л. 2009 Структурирование политических проблем для пластмасс, окружающей среды и здоровья человека: размышления из Великобритании. Фил. Пер. R. Soc. B 364, 2141–2151 (doi: 10.1098 / rstb.2008.0283) [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Sinha V., Patel M., Patel J.2008 Управление отходами ПЭТ путем химической переработки: обзор. J. Polym. Environ. (DOI: 10.1007 / s10924-008-0106-7) [Google Scholar]
  • Soetaert W., Vandamme E.2006 Влияние промышленной биотехнологии. Biotechnol. J. 1, 756–769 (doi: 10.1002 / biot.200600066) [PubMed] [Google Scholar]
  • Сонг Дж. Х., Мерфи Р. Дж., Нараян Р., Дэвис Г. Б. Биоразлагаемые и компостируемые альтернативы обычным пластмассам. Фил. Пер. R. Soc. B 364, 2127–2139 (doi: 10.1098 / rstb.2008.0289) [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Swift G., Wiles D.2004 Разлагаемые полимеры и пластмассы на свалках. Энциклопедия Полим. Sci. Technol. 9, 40–51 [Google Scholar]
  • Teuten E. L., et al. 2009 г. Транспортировка и выброс химических веществ из пластмасс в окружающую среду и дикую природу. Фил. Пер. R. Soc. B 364, 2027–2045 (doi: 10.1098 / rstb.2008.0284) [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Томпсон Р. К., Свон С. Х., Мур К. Дж., Вом Заал Ф. С. 2009a Наш пластический век. Фил. Пер. R. Soc. B 364, 1973–1976 (DOI: 10.1098 / rstb.2009.0054) [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Томпсон Р. К., Мур К. Дж., Вом Заал Ф. С., Свон С. Х. 2009b Пластмасса, окружающая среда и здоровье человека: текущий консенсус и будущие тенденции. Фил. Пер. R. Soc. B 364, 2153–2166 (doi: 10.1098 / rstb.2009.0053) [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Uhde Inventa-Fischer 2007 Хлопья в смолу (FTR) — переработка с одобрения FDA. См. Http://www.uhde-inventa-fischer.com/ (3 ноября 2008 г.)
  • Waste Watch 2003 Пластмассы в экономике Великобритании Лондон, Великобритания: Waste Watch & Recoup [Google Scholar]
  • WBCSD 2000Экоэффективность: создание большего значение с меньшим воздействием.См. Http://www.wbcsd.org/includes/getTarget.asp?type=d&id=ODkwMQ (1 ноября 2008 г.)
  • West D.2007 Контейнерные депозиты: подход здравого смысла v.2.1 Сидней, Австралия: Альянс Boomerang [ Google Scholar]
  • WRAP 2006 Процесс рециркуляции HDPE пищевого качества WRAP: коммерческое технико-экономическое обоснование Лондон, Великобритания: Программа действий по утилизации отходов и ресурсов [Google Scholar]
  • WRAP 2007. Согласно ежегодному исследованию сбора пластмасс местными властями 2007 года Лондон, Великобритания: планы действий по сокращению отходов [Google Scholar]
  • WRAP 2008aВнутренняя упаковка из смешанного пластика: варианты обращения с отходами Лондон, Великобритания: Программа действий в области отходов и ресурсов [Google Scholar]
  • WRAP 2008b Крупномасштабная демонстрация жизнеспособности переработанного ПЭТ (rPET) в розничной упаковке.http://www.wrap.org.uk/retail/case_studies_research/rpet_retail.html.
  • WRAP 2008cLCA вариантов управления смешанными отходами пластмасс Лондон, Великобритания: Программа действий по отходам и ресурсам, MDP017 [Google Scholar]
  • WRAP 2008dОбследование по сбору пластмасс местными властями Лондон, Великобритания: Программа действий с отходами и ресурсами [Google Scholar]
  • WRAP 2008eStudy показывает влияние углерода на розлив австралийского вина в Великобритании в ПЭТ и стеклянные бутылки. См. Http://www.wrap.org.uk/wrap_corporate/news/study_reveals_carbon.html (19 октября 2008 г.)

Переработка пластмасс: проблемы и возможности

Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2009 27 июля; 364 (1526): 2115–2126.

Jefferson Hopewell

1 Eco Products Agency, 166 Park Street, Fitzroy North 3068, Australia

Robert Dvorak

2 Nextek Ltd, Level 3, 1 Quality Court, Chancery Lane, London WC2A 1HR, UK

HR, UK

Эдвард Косиор

2 Nextek Ltd, Level 3, 1 Quality Court, Chancery Lane, London WC2A 1HR, UK

1 Eco Products Agency, 166 Park Street, Fitzroy North 3068, Австралия

2 Nextek Ltd, Level 3, 1 Quality Court, Chancery Lane, London WC2A 1HR, UK

Эта статья цитируется в других статьях в PMC.

Abstract

Пластмассы — недорогие, легкие и прочные материалы, из которых можно легко изготавливать различные продукты, которые находят применение в самых разных сферах применения. Как следствие, производство пластмасс за последние 60 лет заметно увеличилось. Однако нынешние уровни их использования и утилизации создают несколько экологических проблем. Около 4% мировой добычи нефти и газа, невозобновляемых ресурсов, используется в качестве сырья для пластмасс, а еще 3–4% расходуется на обеспечение энергии для их производства.Большая часть пластика, производимого каждый год, используется для изготовления одноразовой упаковки или других недолговечных продуктов, которые выбрасываются в течение года после изготовления. Одни только эти два наблюдения указывают на то, что наше нынешнее использование пластмасс не является устойчивым. Кроме того, из-за долговечности используемых полимеров значительное количество выброшенных пластмасс с истекшим сроком службы накапливается в виде мусора на свалках и в естественной среде обитания по всему миру.

Вторичная переработка является одним из наиболее важных действий, доступных в настоящее время для уменьшения этих воздействий, и представляет собой одну из наиболее динамично развивающихся областей в индустрии пластмасс.Переработка дает возможность снизить потребление масла, выбросы углекислого газа и количество отходов, требующих утилизации. Здесь мы вкратце сравниваем переработку отходов с другими стратегиями сокращения отходов, а именно с сокращением использования материалов за счет сокращения объемов производства или повторного использования продуктов, использования альтернативных биоразлагаемых материалов и рекуперации энергии в качестве топлива.

Хотя пластмассы перерабатываются с 1970-х годов, количество перерабатываемых материалов варьируется географически, в зависимости от типа пластика и его применения.В ряде стран за последние десятилетия переработка упаковочных материалов быстро расширилась. Достижения в области технологий и систем для сбора, сортировки и переработки пригодных для вторичной переработки пластмасс создают новые возможности для вторичной переработки, и благодаря совместным действиям общественности, промышленности и правительств можно будет направить большую часть пластиковых отходов со свалок на переработку. следующие десятилетия.

Ключевые слова: переработка пластмасс, пластиковая упаковка, воздействие на окружающую среду, управление отходами, химическая переработка, рекуперация энергии

1.Введение

Промышленность пластмасс значительно развивалась с момента изобретения различных способов производства полимеров из нефтехимических источников. Пластмассы имеют существенные преимущества с точки зрения их малого веса, долговечности и более низкой стоимости по сравнению со многими другими типами материалов (Andrady & Neal 2009; Thompson et al. 2009 a ). Мировое производство полимеров оценивается в 260 миллионов метрических тонн в год в 2007 году для всех полимеров, включая термопласты, термореактивные пластмассы, клеи и покрытия, но не синтетические волокна (PlasticsEurope 2008 b ).Это указывает на исторический темп роста около 9 процентов в год. Термопластические смолы составляют около двух третей этого производства, и их использование растет примерно на 5 процентов в год. глобально (Andrady 2003).

Сегодня пластмассы почти полностью производятся из нефтехимических продуктов, производимых из ископаемых нефти и газа. Около 4% годовой добычи нефти превращается непосредственно в пластмассу из нефтехимического сырья (Британская федерация пластмасс, 2008 г.). Поскольку производство пластмасс также требует энергии, на их производство приходится потребление аналогичного дополнительного количества ископаемого топлива.Однако можно также утверждать, что использование легких пластиков может сократить использование ископаемого топлива, например, в транспортных приложениях, когда пластики заменяют более тяжелые традиционные материалы, такие как сталь (Andrady & Neal 2009; Thompson et al. 2009 b ). .

Примерно 50% пластмасс используется для одноразовых изделий, таких как упаковка, сельскохозяйственная пленка и одноразовые потребительские товары, от 20 до 25% — для долгосрочной инфраструктуры, такой как трубы, покрытия кабелей и конструкционные материалы, а также оставшаяся часть для потребительских приложений длительного пользования с промежуточным сроком службы, например, в электронных товарах, мебели, транспортных средствах и т. д.В 2007 году в Европейском союзе (ЕС) образовалось 24,6 миллиона тонн пластиковых отходов после потребления (PlasticsEurope 2008 b ). представляет разбивку потребления пластмасс в Великобритании в 2000 г. и вклад в образование отходов (Waste Watch 2003). Это подтверждает, что упаковка является основным источником пластиковых отходов, но очевидно, что другие источники, такие как отработанное электронное и электрическое оборудование (WEEE) и отслужившие свой срок автомобили (ELV), становятся значительными источниками пластиковых отходов.

Таблица 1.

Потребление пластмасс и образование отходов по секторам в Великобритании в 2000 году (Waste Watch 2003).

90 093
использование
 отходы
ктонн (%) ктонн (%)
упаковка 1640 37 1640 58
коммерческое и промышленное 490
домашнее хозяйство 1150
строительство и строительство 1050 24 284 10
структурные 800 49
неструктурные 250 235
электрика и электроника 355 8 200 7
мебель и предметы домашнего обихода 335 8 200 a 7
автомобилестроение и транспорт 335 8 150 5
сельское хозяйство и садоводство 310 7 93 3
прочие 425 10 255 a 9
всего 4450 2820

Поскольку пластмассы производятся серийно только около 60 лет, их долговечность в окружающей среде с уверенностью неизвестна.Большинство видов пластмасс не поддаются биологическому разложению (Andrady, 1994) и на самом деле чрезвычайно долговечны, и поэтому большинство полимеров, производимых сегодня, прослужат по крайней мере десятилетия, а возможно, столетия, если не тысячелетия. Даже разлагаемый пластик может сохраняться в течение значительного времени в зависимости от местных факторов окружающей среды, поскольку скорость разложения зависит от физических факторов, таких как уровни воздействия ультрафиолетового света, кислорода и температуры (Swift & Wiles 2004), в то время как биоразлагаемые пластики требуют наличия подходящих микроорганизмы.Следовательно, темпы разложения значительно различаются между свалками, наземной и морской средой (Kyrikou & Briassoulis 2007). Даже когда пластмассовый предмет разрушается под воздействием атмосферных воздействий, он сначала распадается на более мелкие кусочки пластикового мусора, но сам полимер не обязательно может полностью разрушиться в течение значимого периода времени. Как следствие, на свалках и в виде мусора в естественной среде накапливается значительное количество пластика, отслужившего свой срок, что приводит как к проблемам с утилизацией отходов, так и к ущербу окружающей среде (см. Barnes et al. 2009; Григорий 2009; Oehlmann et al. 2009; Райан и др. 2009; Teuten et al. 2009; Томпсон и др. 2009 b ).

Переработка, несомненно, является стратегией управления отходами, но ее также можно рассматривать как один из текущих примеров реализации концепции промышленной экологии, в то время как в естественной экосистеме нет отходов, а есть только продукты (Frosch & Gallopoulos 1989; McDonough & Braungart 2002). Переработка пластмасс — это один из методов снижения воздействия на окружающую среду и истощения ресурсов.По сути, высокие уровни рециркуляции, такие как сокращение использования, повторное использование и ремонт или переработка, могут обеспечить определенный уровень обслуживания продукта с меньшими материальными затратами, чем потребовалось бы в противном случае. Таким образом, переработка может снизить потребление энергии и материалов на единицу продукции и, таким образом, повысить экологическую эффективность (WBCSD 2000). Тем не менее, следует отметить, что способность поддерживать любой остаточный уровень материальных затрат, а также затраты энергии и эффекты внешних воздействий на экосистемы будут определять окончательную устойчивость всей системы.

В этой статье мы рассмотрим существующие системы и технологии переработки пластмасс, доказательства экологической эффективности переработки пластмасс на протяжении жизненного цикла и кратко рассмотрим связанные с этим вопросы экономического и общественного интереса. Мы сосредоточимся на производстве и утилизации упаковки, так как это крупнейший источник пластиковых отходов в Европе и область значительного расширения инициатив по переработке в последнее время.

2. Управление отходами: обзор

Даже в пределах ЕС существует широкий спектр приоритетов управления отходами для общего потока твердых бытовых отходов (ТБО), от тех, которые в значительной степени ориентированы на захоронение отходов, до тех, которые ориентированы на сжигание () — производительность рециркуляции также значительно различается.Среднее количество ТБО, образующихся в ЕС, составляет 520 кг на человека в год и, по прогнозам, увеличится до 680 кг на человека в год к 2020 году (EEA 2008). В Великобритании общее использование пластика как в бытовой, так и в коммерческой упаковке составляет около 40 кг на человека в год, следовательно, оно составляет примерно 7-8% по весу, но составляет большую долю по объему от потока ТБО (Waste Watch 2003).

Темпы механической переработки и рекуперации энергии как стратегии управления отходами пластмасс в европейских странах (PlasticsEurope 2008 b ).

Вообще говоря, пластмассовые отходы утилизируются, когда они вывозятся со свалок или засоряются. Пластиковая упаковка особенно заметна как мусор из-за легкости как гибкого, так и жесткого пластика. Количество материала, попадающего в систему управления отходами, можно, в первом случае, уменьшить за счет действий, которые уменьшают использование материалов в продуктах (например, замена тяжелых форматов упаковки на более легкие или уменьшение объема упаковки). Разработка продуктов, позволяющих повторно использовать, отремонтировать или переработать, приведет к тому, что меньше продуктов попадет в поток отходов.

После того, как материал попадает в поток отходов, переработка — это процесс использования регенерированного материала для производства нового продукта. Для органических материалов, таких как пластмассы, концепция рекуперации также может быть расширена за счет рекуперации энергии, когда теплотворная способность материала используется путем контролируемого сжигания в качестве топлива, хотя это приводит к меньшим общим экологическим характеристикам, чем рекуперация материалов, как это происходит. не снижает спроса на новый (первичный) материал. Такое мышление лежит в основе стратегии 4Rs на языке обращения с отходами — в порядке уменьшения экологической желательности — сокращения, повторного использования, рециркуляции (материалов) и рекуперации (энергии), при этом захоронение отходов является наименее желательной стратегией управления.

Также вполне возможно, чтобы один и тот же полимер проходил каскад через несколько стадий, например. производства в контейнер многократного использования, который, попав в поток отходов, собирается и перерабатывается в долговременное применение, которое, в свою очередь, превращается в отходы, а затем восстанавливается для получения энергии.

(a) Свалка

Свалка — это традиционный подход к управлению отходами, но в некоторых странах места для свалок становится все меньше. Хорошо управляемая свалка приводит к ограниченному непосредственному ущербу окружающей среде, помимо воздействия сбора и транспортировки, хотя существуют долгосрочные риски загрязнения почвы и грунтовых вод некоторыми добавками и побочными продуктами распада пластмасс, которые могут стать стойкими органическими загрязнителями. (Oehlmann et al. 2009; Teuten и др. . 2009 г.). Главный недостаток свалок с точки зрения устойчивости заключается в том, что материальные ресурсы, используемые для производства пластика, не восстанавливаются — поток материалов является линейным, а не циклическим. В Великобритании применяется налог на захоронение отходов, который в настоящее время будет повышаться каждый год до 2010 года, чтобы усилить стимул для перенаправления отходов с полигонов на такие меры по рекультивации, как переработка (DEFRA 2007).

(b) Сжигание и рекуперация энергии

Сжигание снижает потребность в захоронении пластмассовых отходов, однако есть опасения, что при этом в атмосферу могут попасть опасные вещества.Например, ПВХ и галогенированные добавки обычно присутствуют в смешанных пластиковых отходах, что приводит к риску выброса диоксинов, других полихлорированных бифенилов и фуранов в окружающую среду (Gilpin et al. 2003). Как следствие, прежде всего, этого предполагаемого риска загрязнения, сжигание пластика менее распространено, чем захоронение отходов и механическая переработка в качестве стратегии управления отходами. Заметными исключениями являются Япония и некоторые европейские страны, такие как Дания и Швеция, с обширной инфраструктурой мусоросжигательного завода для обращения с ТБО, включая пластмассы.

Сжигание можно использовать с восстановлением части энергии, содержащейся в пластике. Рекуперируемая полезная энергия может значительно варьироваться в зависимости от того, используется ли она для выработки электроэнергии, комбинированного производства тепла и электроэнергии или в качестве топлива из твердых отходов для заправки доменных печей или цементных печей. Также возможно сжижение до дизельного топлива или газификация посредством пиролиза (Arvanitoyannis & Bosnea 2001), и интерес к этому подходу для производства дизельного топлива возрастает, предположительно из-за роста цен на нефть.Процессы рекуперации энергии могут быть наиболее подходящим способом работы с сильно смешанным пластиком, таким как некоторые электронные и электрические отходы и остатки автомобильного измельчителя.

(c) Уменьшение стоимости

Уменьшение количества упаковки, используемой на единицу, уменьшит объем отходов. Экономика диктует, что большинство производителей уже будут использовать материал, близкий к минимуму, необходимому для данного приложения (но см. Thompson et al. 2009 b ,). Однако этот принцип противоречит эстетике, удобству и маркетинговым преимуществам, которые могут привести к чрезмерному использованию упаковки, а также эффекту существующих инвестиций в инструменты и производственный процесс, что также может привести к чрезмерной упаковке некоторых продуктов.

(d) Повторное использование пластиковой упаковки

Сорок лет назад повторное использование бытовой упаковки в виде стеклянных бутылок и банок было обычным явлением. Ограничения для более широкого применения повторного использования жестких контейнеров, по крайней мере, частично связаны с логистикой, когда точки распределения и сбора находятся на удалении от централизованных заводов по розливу продуктов, что приведет к значительным расстояниям обратной транспортировки. Кроме того, широкий ассортимент контейнеров и упаковок для брендов и маркетинговых целей делает менее возможным прямой возврат и повторное наполнение.Схемы возврата и повторного наполнения существуют в нескольких европейских странах (Institute for Local Self-Reliance 2002), включая бутылки из ПЭТ, а также стекло, но в других странах они обычно считаются нишевым видом деятельности для местных предприятий, а не реалистичной крупномасштабной стратегией. уменьшить количество отходов упаковки.

Существуют значительные возможности для повторного использования пластмасс, используемых для перевозки товаров, а также для потенциального повторного использования или повторного производства некоторых пластиковых компонентов в дорогостоящих потребительских товарах, таких как автомобили и электронное оборудование.Это очевидно в промышленных масштабах с повторным использованием контейнеров и поддонов при транспортировке (см. Thompson et al. 2009 b ). Также наблюдается некоторый переход от одноразовых пластиковых пакетов для переноски к многоразовым пакетам, как из-за программ добровольного изменения поведения, как в Австралии (Департамент окружающей среды и наследия (Австралия), 2008 г.), так и вследствие принятия законодательства, например сборы с пластиковых пакетов в Ирландии (Департамент экологического наследия и местного самоуправления (Ирландия), 2007 г.) или недавний запрет на легкие сумки-переноски, например, в Бангладеш и Китае.

(e) Рециклинг пластмасс

Терминология рециркуляции пластмасс сложна и иногда сбивает с толку из-за широкого диапазона операций по рециркуляции и рекуперации (). Они включают четыре категории: первичные (механическая переработка в продукт с эквивалентными свойствами), вторичные (механическая переработка в продукты, требующие более низких свойств), третичные (восстановление химических компонентов) и четвертичные (восстановление энергии). Первичная переработка часто называется переработкой с замкнутым циклом, а вторичная переработка — понижением.Третичная рециркуляция описывается как химическая рециркуляция или рециркуляция сырья и применяется, когда полимер деполимеризуется до его химических составляющих (Fisher 2003). Четвертичная переработка — это регенерация энергии, энергия из отходов или валоризация. Биоразлагаемые пластмассы также можно компостировать, и это еще один пример третичной переработки, которая также описывается как органическая или биологическая переработка (см. Song et al. , 2009).

Таблица 2.

Терминология, используемая в различных типах переработки и рекуперации пластмасс.

Определения ASTM D5033 эквивалент ISO 15270 (проект) определения другие эквивалентные термины
первичная переработка механическая переработка замкнутая переработка
вторичная переработка механическая переработка понижение рейтинга
третичная переработка химическая переработка переработка сырья
четвертичная переработка рекуперация энергии повышение стоимости

Теоретически возможно переработать большую часть термопластов в замкнутом цикле, однако, В пластиковой упаковке часто используется широкий спектр различных полимеров и других материалов, таких как металлы, бумага, пигменты, чернила и клеи, что усложняет задачу.Рециркуляция с замкнутым контуром наиболее практична, когда полимерный компонент может быть (i) эффективно отделен от источников загрязнения и (ii) стабилизирован против разложения во время переработки и последующего использования. В идеале поток пластиковых отходов для переработки также должен состоять из полимеров узкого диапазона марок, чтобы уменьшить сложность прямой замены первичной смолы. Например, все бутылки из ПЭТ изготавливаются из одинаковых сортов ПЭТ, подходящих как для процесса производства бутылок, так и для переработки в полиэфирное волокно, в то время как ПЭВП, используемый для выдувного формования бутылок, менее подходит для литья под давлением.В результате единственными частями потока бытовых пластиковых отходов, которые обычно перерабатываются строго по замкнутому циклу, являются прозрачные бутылки из ПЭТ, а в последнее время в Великобритании — молочные бутылки из ПЭНД. Пластиковые отходы до потребителя, такие как промышленная упаковка, в настоящее время перерабатываются в большей степени, чем упаковка после потребителя, поскольку они относительно чисты и доступны из меньшего числа источников относительно большего объема. Однако объемы бытовых отходов почти в пять раз превышают объемы, образующиеся в торговле и промышленности (Patel et al. 2000), и поэтому для достижения высоких общих показателей рециркуляции как бытовые, так и постиндустриальные отходы должны быть собраны и переработаны.

В некоторых случаях регенерированный пластик, который не подходит для вторичного использования в предыдущем применении, используется для изготовления нового пластикового продукта, вытесняющего всю или часть первичной полимерной смолы — это также можно рассматривать как первичную переработку. Примерами являются пластиковые ящики и контейнеры, изготовленные из полиэтилена высокой плотности, извлеченного из молочных бутылок, и волокна ПЭТ из восстановленной упаковки из ПЭТ.Понижение статуса — это термин, который иногда используется для вторичной переработки, когда регенерированный пластик помещается в приложение, которое обычно не использует первичный полимер, например. «Пластиковые пиломатериалы» в качестве альтернативы более дорогостоящим / более коротким лесоматериалам, это вторичная переработка (стандарт ASTM D5033).

Химическая переработка или переработка сырья имеет преимущество в том, что извлекают нефтехимические составляющие полимера, которые затем можно использовать для повторного производства пластмассы или для производства других синтетических химикатов. Однако, несмотря на то, что это технически осуществимо, в целом было сочтено, что это неэкономично без значительных субсидий из-за низкой цены на сырье для нефтехимии по сравнению с производственными и технологическими затратами, понесенными для производства мономеров из пластиковых отходов (Patel et al. 2000). Это неудивительно, поскольку это эффективно обращает вспять энергоемкую полимеризацию, ранее проводившуюся при производстве пластмасс.

Переработка полиолефинов посредством термического крекинга производилась в Великобритании на предприятии, первоначально построенном компанией BP, а в Германии — компанией BASF. Однако последний завод был закрыт в 1999 г. (Aguado et al. 2007). Химическая переработка ПЭТ оказалась более успешной, поскольку возможна деполимеризация в более мягких условиях.Смола ПЭТ может быть разложена гликолизом, метанолизом или гидролизом, например, для получения ненасыщенных полиэфирных смол (Sinha et al. 2008). Его также можно превратить обратно в ПЭТ, либо после деполимеризации, либо путем простой повторной подачи хлопьев ПЭТ в реактор полимеризации, это также может удалить летучие загрязнители, поскольку реакция происходит при высокой температуре и вакууме (Uhde Inventa-Fischer 2007 ).

(f) Альтернативные материалы

Биоразлагаемые пластмассы обладают потенциалом для решения ряда проблем обращения с отходами, особенно для одноразовой упаковки, которую нелегко отделить от органических отходов в общественном питании или в сельском хозяйстве.Можно включить биоразлагаемые пластмассы в аэробное компостирование или путем анаэробного сбраживания с улавливанием метана для использования энергии. Однако биоразлагаемые пластмассы также могут усложнить обращение с отходами, если они вводятся без соответствующих технических характеристик, систем обращения и просвещения потребителей. Кроме того, очевидно, что могут возникнуть серьезные проблемы с получением достаточного количества биомассы, чтобы заменить большую часть текущего потребления полимеров, поскольку только 5 процентов текущего европейского химического производства используют биомассу в качестве сырья (Soetaert & Vandamme 2006).Это большая тема, которую нельзя охватить в этой статье, за исключением того, что желательно, чтобы компостируемые и разлагаемые пластмассы были соответствующим образом маркированы и использовались таким образом, чтобы дополнять, а не компрометировать схемы управления отходами (см. Song et al . 2009 г.).

3. Системы для вторичной переработки пластика

Пластиковые материалы могут быть переработаны различными способами, и простота переработки зависит от типа полимера, дизайна упаковки и типа продукта. Например, жесткие контейнеры, состоящие из одного полимера, проще и экономичнее перерабатывать, чем многослойные и многокомпонентные упаковки.

Термопласты, включая ПЭТ, ПЭ и ПП, имеют высокий потенциал для механической переработки. Термореактивные полимеры, такие как ненасыщенный полиэфир или эпоксидная смола, не могут быть переработаны механически, за исключением потенциально повторного использования в качестве наполнителя после того, как они были уменьшены в размере или измельчены до мелких частиц или порошков (Rebeiz & Craft 1995). Это связано с тем, что термореактивные пластмассы постоянно сшиваются при производстве и поэтому не могут быть переплавлены и повторно сформированы. Переработка сшитой резины из автомобильных шин обратно в резиновую крошку для переработки в другие продукты действительно происходит, и ожидается, что она будет расти в связи с Директивой ЕС о захоронении отходов (1999/31 / EC), которая запрещает захоронение отходов шины и отходы шин.

Основная проблема при производстве переработанных смол из пластиковых отходов заключается в том, что большинство различных типов пластмасс несовместимы друг с другом из-за присущей им несмешиваемости на молекулярном уровне и различий в требованиях к переработке на макроуровне. Например, небольшое количество загрязнителя ПВХ, присутствующего в потоке рециркуляции ПЭТ, приведет к разложению переработанной смолы ПЭТ из-за выделения газообразной соляной кислоты из ПВХ при более высокой температуре, необходимой для плавления и переработки ПЭТ.И наоборот, ПЭТ в потоке рециркулируемого ПВХ будет образовывать твердые комки недиспергированного кристаллического ПЭТ, что значительно снижает ценность переработанного материала.

Следовательно, часто технически невозможно добавить регенерированный пластик к первичному полимеру без ухудшения по крайней мере некоторых качественных характеристик первичного пластика, таких как цвет, прозрачность или механические свойства, такие как ударная вязкость. В большинстве случаев переработанная смола смешивает переработанную смолу с первичной смолой — часто с полиолефиновыми пленками для некритических применений, таких как мешки для мусора, ирригационные или дренажные трубы без номинального давления, или для использования в многослойных приложениях, где переработанная смола помещается между поверхностными слоями первичной смолы.

Возможность замены вторичного пластика на первичный полимер обычно зависит от чистоты регенерированного пластикового сырья и требований к свойствам пластмассового продукта, который будет производиться. Это привело к нынешним схемам переработки бытовых отходов, которые концентрируются на наиболее легко разделяемых упаковках, таких как бутылки из-под безалкогольных напитков и воды из ПЭТ, а также бутылки из-под молока из полиэтилена высокой плотности, которые можно точно идентифицировать и отсортировать из потока смешанных отходов. . Напротив, существует ограниченная рециркуляция многослойных / многокомпонентных изделий, поскольку это приводит к загрязнению между типами полимеров.Таким образом, вторичная переработка после потребителя состоит из нескольких ключевых этапов: сбор, сортировка, очистка, уменьшение размера и разделение и / или обеспечение совместимости для уменьшения загрязнения несовместимыми полимерами.

(a) Сбор

Сбор пластиковых отходов может осуществляться по «схемам привоза» или путем сбора на обочине дороги. Схемы принесения, как правило, приводят к низким показателям собираемости при отсутствии либо решительного общественного поведения, либо схем возврата депозитов, которые налагают прямой экономический стимул для участия.Следовательно, общая тенденция заключается в сборе вторсырья путем сбора на тротуарах наряду с ТБО. Чтобы максимизировать рентабельность этих программ, большинство сборов на обочине представляют собой смешанные вторсырья (бумага / картон, стекло, алюминий, стальные и пластиковые контейнеры). Хотя схемы сбора пластиковых бутылок были очень успешными при извлечении упаковки из пластиковых бутылок из домов, с точки зрения общего потребления, как правило, восстанавливается только 30-40% пластиковых бутылок после потребителя, поскольку большая часть такой упаковки поступает от продуктов питания и напитков. потребляется вдали от дома.По этой причине важно разработать эффективные схемы сбора отходов «на ходу» и «офисная переработка», если мы хотим увеличить общий уровень сбора пластиковой упаковки.

(b) Сортировка

Сортировка смешанных жестких вторсырья осуществляется как автоматическими, так и ручными методами. Автоматической предварительной сортировки обычно достаточно, чтобы получить поток пластика, отделенный от стекла, металлов и бумаги (кроме наклеенных, например этикеток и крышек). Как правило, молочные бутылки из прозрачного ПЭТ и непигментированного ПЭНД идентифицируются положительно и выделяются из потока.Автоматическая сортировка контейнеров в настоящее время широко используется операторами предприятий по рекуперации материалов, а также многими предприятиями по переработке пластмасс. Эти системы обычно используют спектроскопию в ближней инфракрасной области с преобразованием Фурье (FT-NIR) для анализа типа полимера, а также используют системы оптического распознавания цвета для сортировки потоков на четкие и цветные фракции. С помощью оптических сортировщиков можно различать прозрачные, голубые, темно-синие, зеленые и другие цветные ПЭТ-контейнеры. Эффективность сортировки можно повысить с помощью нескольких детекторов и последовательной сортировки.Другие технологии сортировки включают обнаружение рентгеновских лучей, которое используется для разделения контейнеров из ПВХ, которые содержат 59 процентов хлора по весу и поэтому могут быть легко различимы (Arvanitoyannis & Bosnea 2001; Fisher 2003).

Большинство местных органов власти или предприятий по рекуперации материалов не собирают активно гибкую упаковку после потребителя, поскольку в настоящее время имеется недостаток в оборудовании, которое позволяет легко отделить гибкие упаковки. Многие предприятия по переработке пластика используют троммели и системы классификации воздуха на основе плотности для удаления небольших количеств гибких материалов, таких как некоторые пленки и этикетки.Однако в этой области есть разработки и новые технологии, такие как баллистические сепараторы, сложные гидроциклоны и воздушные классификаторы, которые повысят возможности восстановления гибкой упаковки после потребителя (Fisher 2003).

(c) Уменьшение размера и очистка

Жесткие пластмассы обычно измельчают до хлопьев и очищают от остатков пищи, волокон целлюлозы и клея. В моечных установках последнего поколения используется всего 2–3 м 3 воды на тонну материала, что примерно вдвое меньше, чем у предыдущего оборудования.Инновационные технологии удаления органических веществ и поверхностных загрязнений из хлопьев включают «химическую чистку», которая очищает поверхности за счет трения без использования воды.

(d) Дальнейшее разделение

После уменьшения размера может применяться ряд методов разделения. Разделение раковина / поплавок в воде может эффективно отделить полиолефины (PP, HDPE, L / LLDPE) от PVC, PET и PS. Использование различных сред может позволить отделить ПС от ПЭТ, но ПВХ нельзя удалить из ПЭТ таким образом, поскольку их диапазоны плотности перекрываются.Другие методы разделения, такие как отмучивание воздухом, также могут использоваться для удаления пленок низкой плотности с более плотных измельченных пластиков (Chandra & Roy 2007), например в удалении этикеток с ПЭТ-хлопьев.

Технологии уменьшения загрязнения ПВХ в хлопьях ПЭТ включают пенную флотацию (Drelich et al. 1998; Marques & Tenorio 2000) [Jh2], FT-NIR или рамановские эмиссионные спектроскопические детекторы для обеспечения выброса хлопьев и использования различных электростатических свойств (Park и др. 2007).Для ПЭТ-хлопьев можно использовать термические печи для выборочного разложения незначительных количеств примесей ПВХ, так как ПВХ становится черным при нагревании, что позволяет производить сортировку по цвету.

Существуют различные методы сортировки хлопьев, но традиционные системы сортировки ПЭТ преимущественно ограничиваются разделением; (i) цветные хлопья из прозрачных хлопьев ПЭТ и (ii) материалы с различными физическими свойствами, такими как плотность из ПЭТ. Новые подходы, такие как системы лазерной сортировки, могут использоваться для удаления других примесей, таких как силиконы и нейлон.

«Лазерная сортировка» использует эмиссионную спектроскопию для различения типов полимеров. Эти системы, вероятно, значительно улучшат способность разделять сложные смеси, поскольку они могут выполнять до 860 000 спектров -1 и могут сканировать каждую отдельную чешуйку. Их преимущество в том, что их можно использовать для сортировки различного черного пластика — проблема традиционных автоматических систем. Применение систем лазерной сортировки, вероятно, увеличит разделение WEEE и автомобильного пластика.Эти системы также могут разделять полимеры по типу или марке, а также могут отделять полиолефиновые материалы, такие как полипропилен, от полиэтилена высокой плотности. Тем не менее, это все еще очень новый подход, и в настоящее время он используется лишь на небольшом количестве европейских предприятий по переработке отходов.

(e) Текущие достижения в переработке пластика

Инновации в технологиях переработки за последнее десятилетие включают в себя все более надежные детекторы и сложное программное обеспечение для принятия решений и распознавания, которые в совокупности повышают точность и производительность автоматической сортировки — например, современные детекторы FT-NIR могут работать на период до 8000 ч между отказами извещателей.

Другая область инноваций заключалась в поиске более ценных приложений для вторичных полимеров в процессах с замкнутым циклом, которые могут напрямую заменить первичный полимер (см.). Например, в Великобритании с 2005 года большая часть листов ПЭТ для термоформования содержит 50–70% переработанного ПЭТ (rPET) за счет использования слоев слоев A / B / A, где внешние слои (A) представляют собой одобренную для контакта с пищевыми продуктами первичную смолу. , а внутренний слой (B) — это rPET. Пищевой rPET теперь также широко доступен на рынке для прямого контакта с пищевыми продуктами из-за разработки «сверхчистых» сортов.У них есть только небольшое ухудшение прозрачности по сравнению с первичным ПЭТ, и они используются при 30-50% замене первичного ПЭТ во многих областях применения и на 100% материала в некоторых бутылках.

Таблица 3.

Сравнение некоторых воздействий на окружающую среду производства товарных полимеров и текущих возможностей вторичной переработки из источников после потребителя.

От базы данных до ворот LCI (данные ЕС)
полимер энергия (ГДж тонна −1 ) вода (килотонна −1 ) CO 2 -e a (т тонна −1 ) Использование b (ктонн) рециклинг замкнутого цикла эффективность текущих процессов рециклинга
PET 82.7 66 3,4 2160 да высокий с прозрачным ПЭТ из бутылок Цветной ПЭТ
в основном используется для волокна
дополнительных выпусков с лотками из CPET, ПЭТ-G
HDPE 76,7 32 1,9 5468 некоторые высокие для бутылок из натурального HDPE, но более сложные для непрозрачных бутылок и лотков из-за большого разнообразия марок и цветов и смесей с LDPE и PP
PVC 56.7 46 1,9 6509 некоторые плохое восстановление из-за перекрестного загрязнения ПЭТ
Упаковка и этикетки из ПВХ представляют собой серьезную проблему при переработке ПЭТ-бутылок и смешанных пластмасс
LDPE 78,1 47 2,1 7899 некоторые низкие скорости извлечения, в основном в виде смешанных полиолефинов, которые могут иметь достаточные свойства для некоторых применений. Большая часть бытовой гибкой упаковки не рекуперировалась
PP 73.4 43 2,0 7779 теоретически еще не перерабатывается широко, но имеет потенциал. Требуются меры по сортировке и сепарации, а также развитие дополнительных каналов сбыта для вторичного полипропилена
PS 87,4 140 3,4 2600 теоретически плохо, чрезвычайно трудно рентабельно отделить от сопутствующих товаров. смешанный сбор, раздельный сбор промышленной упаковки и пенополистирола может быть эффективным
переработанный пластик 8–55 типично 3.5 c типичный 1,4 3130 примерно значительные различия в энергии, воде и выбросах от процессов рециркуляции, поскольку это развивающаяся отрасль, на которую влияют эффективность сбора, тип процесса, ассортимент продукции и т. Д.

Ряд европейских стран, включая Германию, Австрию, Норвегию, Италию и Испанию, уже собирают, в дополнение к своим потокам бутылок, жесткую упаковку, такую ​​как лотки, кадки и горшки, а также ограниченное количество гибкой упаковки для потребителя, такой как как пленки и обертки.Переработка этой упаковки без бутылок стала возможной благодаря улучшениям в технологиях сортировки и мойки и появлению новых рынков для вторичного сырья. В Великобритании Программа действий по утилизации отходов (WRAP) провела первоначальное исследование переработки смешанных пластмасс и в настоящее время проводит его полномасштабную валидацию (WRAP 2008 b ). Потенциальные выгоды от переработки смешанного пластика с точки зрения эффективности использования ресурсов, утечки со свалок и экономии выбросов очень высоки, если учесть тот факт, что в Великобритании, по оценкам, ежегодно производится более миллиона тонн пластиковой упаковки без бутылок. (WRAP 2008 a ) по сравнению с 525 000 тоннами отходов пластиковых бутылок (WRAP 2007).

4. Экологическое обоснование утилизации

Анализ жизненного цикла может быть полезным инструментом для оценки потенциальных преимуществ программ утилизации. Если переработанный пластик используется для производства товаров, которые в противном случае были бы изготовлены из нового (первичного) полимера, это напрямую сократит использование масла и выбросы парниковых газов, связанных с производством первичного полимера (за вычетом выбросов, связанных с самой деятельностью по переработке. ). Однако, если пластмассы перерабатываются в изделия, которые ранее были изготовлены из других материалов, таких как дерево или бетон, тогда не будет достигнута экономия в потребностях в производстве полимеров (Fletcher & Mackay 1996).Использование любого такого альтернативного материала может иметь другие экологические издержки или выгоды, но они отвлекают от нашего обсуждения преимуществ вторичного использования, и их следует рассматривать в индивидуальном порядке. Здесь мы в первую очередь рассмотрим переработку пластмасс в продукты, которые в противном случае были бы произведены из первичного полимера.

Технологии рециркуляции сырья (химической) удовлетворяют общему принципу регенерации материалов, но являются более дорогостоящими, чем механическая рециркуляция, и менее энергетически выгодны, поскольку полимер необходимо деполимеризовать, а затем повторно полимеризовать.Исторически это требовало очень значительных субсидий из-за низкой цены на нефтехимические продукты в отличие от высоких производственных и производственных затрат на химическую переработку полимеров.

Рекуперация энергии из пластиковых отходов (путем преобразования в топливо или путем прямого сжигания для выработки электроэнергии, использования в цементных печах и доменных печах и т. Д.) Может использоваться для уменьшения объемов захоронения отходов, но не снижает спрос на ископаемое топливо (поскольку пластиковые отходы были получены из нефтехимических продуктов; Garforth et al. 2004). Их выбросы также вызывают опасения для окружающей среды и здоровья.

Одним из ключевых преимуществ вторичной переработки пластмасс является снижение потребности в производстве пластмасс. предоставляет данные о некоторых воздействиях на окружающую среду от производства первичных товарных пластмасс (до «заводских ворот») и обобщает способность этих смол быть переработанными из бытовых отходов. Что касается энергопотребления, рециркуляция, как было показано, позволяет экономить больше энергии, чем при рекуперации энергии, даже с учетом энергии, используемой для сбора, транспортировки и повторной обработки пластика (Morris 1996).Анализ жизненного цикла также использовался для систем переработки пластика для оценки чистого воздействия на окружающую среду (Arena et al. 2003; Perugini et al. 2005), и они выявили более значительные положительные экологические преимущества для механической переработки по сравнению с захоронением отходов и сжиганием. с рекуперацией энергии.

Было подсчитано, что переработка ПЭТ-бутылок дает чистую выгоду в виде выбросов парниковых газов в размере 1,5 тонн CO 2 -э на тонну переработанного ПЭТ (Департамент окружающей среды и охраны окружающей среды (NSW) 2005), а также сокращение количества свалок и чистое потребление энергии.Среднее чистое сокращение на 1,45 тонны CO 2 -э на тонну переработанного пластика было оценено в качестве полезного ориентира для политики (ACRR 2004), одной из оснований для этого значения, по-видимому, послужил немецкий анализ жизненного цикла (LCA ) исследование (Patel et al. 2000), в котором также было обнаружено, что большая часть чистой энергии и выгод от выбросов возникает в результате замещения производства первичных полимеров. Недавняя оценка жизненного цикла, специально предназначенная для производства бутылок из ПЭТ, подсчитала, что использование 100% переработанного ПЭТ вместо 100% первичного ПЭТ снизит выбросы за весь жизненный цикл с 446 до 327 г CO 2 на бутылку, что приведет к снижению выбросов на 27%. относительное сокращение выбросов (WRAP 2008 e ).

Смешанные пластмассы, наименее благоприятный источник вторичного полимера, все же могут обеспечить чистую выгоду от 0,5 тонны CO 2 -э на тонну переработанного продукта (WRAP 2008 c ). Более высокая экологическая эффективность переработки бутылок обусловлена ​​как более эффективным процессом переработки бутылок по сравнению с смешанными пластиками, так и особенно высоким профилем выбросов при производстве первичного ПЭТ. Тем не менее, сценарий переработки смешанных пластмасс по-прежнему имеет положительную чистую выгоду, которая считается превосходящей по сравнению с другими изученными вариантами, как по захоронению отходов, так и по рекуперации энергии в качестве топлива из твердых отходов, при условии замещения первичного полимера.

5. Общественная поддержка утилизации

Общественность все больше осознает необходимость устойчивого производства и потребления. Это побудило местные власти организовать сбор вторсырья, побудило некоторых производителей разрабатывать продукты с вторичным содержанием, а другие предприятия удовлетворить этот общественный спрос. Маркетинговые исследования потребительских предпочтений показывают, что существует значительная, но не подавляющая часть людей, которые ценят экологические ценности в своих покупательских моделях.Для таких клиентов подтверждение вторичного содержимого и пригодности упаковки для вторичной переработки может быть положительным признаком, в то время как преувеличенные заявления о возможности вторичной переработки (где вторичная переработка является потенциальной, а не действительной) могут снизить доверие потребителей. Было отмечено, что участие в схемах рециркуляции — это экологическое поведение, которое широко используется среди населения в целом и составило 57 процентов в Великобритании в исследовании 2006 года (WRAP 2008 d ) и 80 процентов в австралийском исследовании, где коллекция kerbside существовала дольше (NEPC 2001).

Некоторые правительства используют политику поощрения вторичной переработки отходов, например Директиву ЕС по упаковке и отходам упаковки (94/62 / EC). Впоследствии это привело к тому, что Германия приняла законодательство о расширении ответственности производителя, в результате чего была принята схема die Grüne Punkt (Зеленая точка), предусматривающая восстановление и переработку упаковки. В Великобритании ответственность производителя была введена посредством схемы создания и продажи нот для восстановления упаковки, а также недавно введенного сбора за захоронение отходов для финансирования ряда мероприятий по сокращению отходов.Вследствие всех вышеперечисленных тенденций рыночная стоимость вторичного полимера и, следовательно, возможность вторичной переработки заметно выросли за последние несколько лет.

Расширенная ответственность производителя также может быть введена посредством схем возврата депозита, например, в отношении контейнеров для напитков, аккумуляторов и автомобильных шин. Эти схемы могут быть эффективными для повышения уровня сбора, например, в одном штате Австралии есть схема сдачи контейнеров (которая включает бутылки из-под безалкогольных напитков из ПЭТ), а также схемы сбора на обочине дороги.Здесь уровень сбора ПЭТ-бутылок составил 74% продаж по сравнению с 36% продаж в других штатах, где сбор только на обочине дороги. Доля бутылок в подстилке также была уменьшена по сравнению с другими штатами (West 2007).

6. Экономические проблемы, связанные с рециклингом

Два ключевых экономических фактора влияют на жизнеспособность рециклинга термопластов. Это цена переработанного полимера по сравнению с первичным полимером и стоимость переработки по сравнению с альтернативными формами приемлемой утилизации.Есть дополнительные проблемы, связанные с различиями в количестве и качестве поставок по сравнению с первичным пластиком. Отсутствие информации о наличии переработанного пластика, его качестве и пригодности для конкретных применений также может сдерживать использование переработанного материала.

Исторически основными методами удаления отходов были захоронение или сжигание. Стоимость захоронения мусора значительно различается в зависимости от региона в зависимости от геологии и характера землепользования и может повлиять на жизнеспособность утилизации в качестве альтернативного пути захоронения.В Японии, например, раскопки, необходимые для захоронения мусора, обходятся дорого из-за твердой природы подстилающей вулканической породы; в то время как в Нидерландах это дорого из-за проницаемости с моря. Высокая стоимость утилизации является экономическим стимулом либо к переработке, либо к рекуперации энергии.

Сбор использованного пластика из домашних хозяйств более экономичен в пригородах, где плотность населения достаточно высока для достижения эффекта масштаба. Наиболее эффективная схема сбора может варьироваться в зависимости от местности, типа жилья (дома или большие многоквартирные дома) и типа имеющихся сортировочных объектов.В сельской местности схемы «привезти», когда население самостоятельно сдают отходы на переработку, например, когда они посещают соседний город, считаются более рентабельными, чем сбор на обочине дороги. Многие местные органы власти и некоторые супермаркеты в Великобритании используют «привозные банки» или даже торговые автоматы по обратной продаже. Эти последние методы могут быть хорошим источником относительно чистых вторсырья, но неэффективны в обеспечении высоких показателей сбора бытовых отходов. В Великобритании резкое увеличение сбора мусора из пластиковых бутылок стало очевидным только после относительно недавнего внедрения утилизации тротуаров ().

Рост сбора пластиковых бутылок по схемам доставки и тротуара в Великобритании (WRAP 2008 d ).

На цену первичного пластика влияет цена на нефть, которая является основным сырьем для производства пластика. Поскольку качество рекуперированного пластика обычно ниже, чем у первичного пластика, цена на первичный пластик устанавливает потолок для цен на рекуперированный пластик. Цена на нефть значительно выросла за последние несколько лет, с 2005 года с диапазона примерно 25 долларов США за баррель до диапазона цен в диапазоне 50–150 долларов США.Следовательно, хотя более высокие цены на нефть также в некоторой степени увеличивают стоимость сбора и переработки, переработка стала относительно более привлекательной с финансовой точки зрения.

Технологический прогресс в переработке вторичного сырья может улучшить экономические показатели двумя основными способами — за счет снижения затрат на переработку (повышение производительности / эффективности) и за счет сокращения разрыва между стоимостью переработанной смолы и первичной смолы. Последнее особенно усиливается технологиями превращения рекуперированного пластика в полимер пищевого качества путем удаления загрязнений, поддерживая рециркуляцию по замкнутому циклу.Эта технология была проверена для rPET из прозрачных бутылок (WRAP 2008 b ), а совсем недавно для rHDPE из молочных бутылок (WRAP 2006).

Итак, хотя более десяти лет назад переработка пластмасс без субсидий была в основном жизнеспособной только из постиндустриальных отходов или в местах, где стоимость альтернативных форм утилизации была высокой, теперь она становится все более жизнеспособной в гораздо более широком географическом масштабе, и для бытовых отходов.

7. Текущие тенденции в переработке пластика

В Западной Европе образование пластиковых отходов растет примерно на 3 процента в год, что примерно соответствует долгосрочному экономическому росту, в то время как объем механической переработки резко увеличивался со скоростью примерно 7 процентов годовых.Однако в 2003 году это по-прежнему составляло лишь 14,8% образовавшихся пластиковых отходов (из всех источников). Вместе с рециркуляцией сырья (1,7 процента) и рекуперацией энергии (22,5 процента) это составило примерно 39 процентов от 21,1 миллиона тонн пластиковых отходов, образовавшихся в 2003 году (). Эта тенденция к увеличению как механической переработки, так и рекуперации энергии продолжается, хотя это тенденция к увеличению образования отходов.

Объемы пластиковых отходов, вывозимых на свалки и собираемых различными методами в Западной Европе, 1993–2003 гг. (APME 2004).

8. Проблемы и возможности для улучшения переработки пластмасс

Эффективная переработка смешанных пластиковых отходов — следующая серьезная задача для сектора переработки пластмасс. Преимущество заключается в возможности рециркулировать большую часть потока пластиковых отходов за счет расширения сбора пластиковой упаковки после потребителя, чтобы охватить более широкий спектр материалов и типов упаковки. Дизайн продукта для вторичной переработки имеет большой потенциал, чтобы помочь в таких усилиях по вторичной переработке. Исследование, проведенное в Великобритании, показало, что количество упаковки в обычной корзине для покупок, которая, даже если она собрана, не может быть эффективно переработана, колеблется от 21 до 40% (Ассоциация местного самоуправления (Великобритания) 2007).Следовательно, более широкая реализация политики, способствующей использованию в промышленности принципов экологического дизайна, может иметь большое влияние на эффективность переработки, увеличивая долю упаковки, которую можно экономично собирать и вывозить со свалки (см. Shaxson et al. 2009). Та же логика применима к потребительским товарам длительного пользования, предназначенным для разборки, вторичной переработки, и спецификации использования переработанных смол являются ключевыми действиями для увеличения вторичной переработки.

Большинство схем сбора после потребителя предназначены для жесткой упаковки, поскольку гибкая упаковка имеет тенденцию быть проблематичной на этапах сбора и сортировки.Большинство современных предприятий по рекуперации материалов испытывают трудности с обращением с гибкой пластиковой упаковкой из-за различных характеристик обращения с жесткой упаковкой. Низкое соотношение веса к объему пленок и пластиковых пакетов также снижает экономическую целесообразность инвестирования в необходимые объекты для сбора и сортировки. Однако в настоящее время пластиковая пленка перерабатывается из источников, включая вторичную упаковку, такую ​​как термоусадочная пленка для поддонов и ящиков, а также некоторые сельскохозяйственные пленки, так что это возможно при правильных условиях.Подходы к увеличению объемов вторичной переработки пленок и гибкой упаковки могут включать раздельный сбор или инвестиции в дополнительные сортировочные и перерабатывающие предприятия на предприятиях по утилизации смешанных пластиковых отходов. Для успешной переработки смешанных пластмасс необходимо выполнять высокопроизводительную сортировку исходных материалов, чтобы гарантировать, что типы пластмасс разделяются до высокого уровня чистоты; однако существует потребность в дальнейшем развитии конечных рынков для каждого потока рециклатов полимеров.

Эффективность вторичной переработки упаковки после потребителя могла бы быть значительно увеличена, если бы разнообразие материалов было рационализировано до подмножества текущего использования. Например, если все жесткие пластиковые контейнеры, от бутылок, банок до лотков, были из ПЭТ, ПНД и ПП, без прозрачного ПВХ или ПС, которые проблематично отсортировать от смешанных вторсырья, тогда вся жесткая пластиковая упаковка могла бы быть собрана и отсортирована. производить переработанные смолы с минимальным перекрестным загрязнением. Потери отбракованного материала и стоимость переработанных смол будут увеличены.Кроме того, следует выбирать этикетки и клейкие материалы, чтобы обеспечить максимальную эффективность вторичной переработки. Улучшения в сортировке / разделении на предприятиях по переработке отходов дают дополнительный потенциал как для увеличения объемов переработки, так и для повышения экологической эффективности за счет снижения фракций отходов, использования энергии и воды (см. §3). Целью должно быть максимальное увеличение объема и качества переработанных смол.

9. Выводы

Таким образом, вторичная переработка является одной из стратегий управления отходами пластиковых изделий в конце срока их службы.Это имеет смысл как с экономической, так и с экологической точек зрения, и последние тенденции демонстрируют существенное увеличение скорости восстановления и переработки пластиковых отходов. Эти тенденции, вероятно, сохранятся, но все еще существуют некоторые серьезные проблемы, связанные как с технологическими факторами, так и с проблемами экономического или социального поведения, связанными со сбором рециркулируемых отходов и заменой первичного материала.

Переработка более широкого ассортимента пластиковой упаковки после потребителя, а также пластиковых отходов от потребительских товаров и ПЗВ позволит в дальнейшем улучшить показатели утилизации пластиковых отходов и их утечки со свалок.В сочетании с усилиями по увеличению использования и спецификации переработанных сортов в качестве замены первичного пластика переработка пластиковых отходов является эффективным способом улучшения экологических показателей полимерной промышленности.

Ссылки

  • ACRR 2004 Руководство по надлежащей практике переработки пластиковых отходов Брюссель, Бельгия: Ассоциация городов и регионов по переработке [Google Scholar]
  • Агуадо Дж., Серрано Д. П., Сан-Мигель Г. 2007 Европейские тенденции в переработке пластикового сырья отходы.Global NEST J. 9, 12–19 [Google Scholar]
  • Andrady A.1994 Оценка биоразложения синтетических полимеров в окружающей среде. Polym. Ред. 34, 25–76 (doi: 10.1080 / 15321799408009632) [Google Scholar]
  • Андради А., 2003 г. Учебник по окружающей среде. В «Пластмассы и окружающая среда» (под ред. Андради А.), стр. 3–76. Хобокен, штат Нью-Джерси: Wiley Interscience [Google Scholar]
  • Андради А. Л., Нил М. А. 2009. Применение и социальные преимущества пластмасс. Фил. Пер. R. Soc. B 364, 1977–1984 (DOI: 10.1098 / rstb.2008.0304) [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • APME 2004 Анализ потребления и восстановления пластмасс в Европе Брюссель, Бельгия: Европейская ассоциация производителей пластмасс [Google Scholar]
  • Arena U., Mastellone М., Перуджини Ф. 2003 Оценка жизненного цикла системы переработки пластиковой упаковки. Int. J. Оценка жизненного цикла. 8, 92–98 (doi: 10.1007 / BF02978432) [Google Scholar]
  • Арванитояннис И., Босня Л., 2001 г. Вторичная переработка полимерных материалов, используемых для упаковки пищевых продуктов: текущее состояние и перспективы.Food Rev. Int. 17, 291–346 (doi: 10.1081 / FRI-100104703) [Google Scholar]
  • Стандарт ASTM D5033 2000 Стандартное руководство по разработке стандартов ASTM, относящихся к переработке и использованию переработанных пластиков Вест Коншохокен, Пенсильвания: ASTM International; (DOI: 10.1520 / D5033-00) [Google Scholar]
  • Британская федерация пластмасс. Расход масла. 2008. См. Http://www.bpf.co.uk/Oil_Consuming.aspx. (20 октября 2008 г.)
  • Барнс Д. К., Галгани Ф., Томпсон Р. С., Барлаз М. 2009 Накопление и фрагментация пластикового мусора в глобальной окружающей среде.Фил. Пер. R. Soc. B 364, 1985–1998 (doi: 10.1098 / rstb.2008.0205) [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Чанда М., Рой С. Справочник по пластиковым технологиям, 4-е изд. Бока-Ратон, Флорида: CRC Press [Google Ученый]
  • DEFRA 2007 Информационные бюллетени по стратегии утилизации отходов. См. Http://www.defra.gov.uk/environment/waste/strategy/factsheets/landfilltax.htm (26 ноября 2008 г.)
  • Министерство окружающей среды и охраны окружающей среды (NSW) 2005 г. Преимущества утилизации Австралия: Parramatta [Google Scholar]
  • Департамент окружающей среды и наследия (Австралия) 2008 Пластиковые пакеты.См. Http://www.ephc.gov.au/ephc/plastic_bags.html (26 ноября 2008 г.)
  • Департамент окружающей среды и местного самоуправления (Ирландия), 2007 г. Пластиковые пакеты. См. Http://www.environ.ie/en/Environment/Waste/PlasticBags (26 ноября 2008 г.)
  • Дрелих Дж., Пейн Дж., Ким Т., Миллер Дж. 1998 г. Селективная пенная флотация ПВХ из смесей ПВХ / ПЭТ для индустрии переработки пластмасс. Polym. Англ. Sci. 38, 1378 (doi: 10.1002 / pen.10308) [Google Scholar]
  • EEA 2008 Лучшее управление муниципальными отходами приведет к сокращению выбросов парниковых газов Копенгаген, Дания: Европейское агентство по окружающей среде [Google Scholar]
  • Фишер М.2003 Переработка пластмасс. In Plastics and the environment (ed. Andrady A.), pp. 563–627 Hoboken, NJ: Wiley Interscience [Google Scholar]
  • Fletcher B., Mackay M.1996 Модель переработки пластмасс: снижает ли переработка количество отходов ? Ресурс. Консерв. Recycling 17, 141–151 (doi: 10.1016 / 0921-3449 (96) 01068-3) [Google Scholar]
  • Frosch R., Gallopoulos N.1989 Стратегии производства. Sci. Являюсь. 261, 144–152 [Google Scholar]
  • Гарфорт А., Али С., Эрнандес-Мартинес Дж., Аках А. 2004 Переработка сырья из полимерных отходов. Curr. Opin. Solid State Mater. Sci. 8, 419–425 (doi: 10.1016 / j.cossms.2005.04.003) [Google Scholar]
  • Gilpin R., Wagel D., Solch J.2003 Производство, распределение и судьба полихолорированных дибензо-пара-диоксинов, дибензофуранов , и родственные галогенорганические соединения в окружающей среде. В «Диоксины и здоровье» (ред. Шектер А., Гасевич Т.), 2-е изд. Хобокен, штат Нью-Джерси: John Wiley & Sons Inc [Google Scholar]
  • Грегори М.Р., 2009 г. Экологические последствия пластикового мусора в морских условиях — запутывание, проглатывание, удушение, вешалки -он, автостоп и инопланетные нашествия.Фил. Пер. R. Soc. B 364, 2013–2025 (doi: 10.1098 / rstb.2008.0265) [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Институт местного самообеспечения 2002 г. Опыт Западной Европы с многоразовыми контейнерами для напитков. См. Http://www.grrn.org/beverage/refillables/Europe.html (26 ноября 2008 г.)
  • Кирику И., Бриасулис Д. 2007 Биодеградация сельскохозяйственных пластиковых пленок: критический обзор. J. Polym. Environ. 15, 125–150 (doi: 10.1007 / s10924-007-0053-8) [Google Scholar]
  • Ассоциация местных органов власти (Великобритания) 2007 Война с отходами: исследование упаковки пищевых продуктов Великобритания: Местные органы власти [Google Scholar]
  • Marques G ., Tenorio J.2000 Использование пенной флотации для разделения смесей ПВХ / ПЭТ. Waste Management 20, 265–269 (doi: 10.1016 / S0956-053X (99) 00333-5) [Google Scholar]
  • McDonough W., Braungart M.2002 От колыбели до колыбели: изменение способа производства вещей Нью-Йорк, Нью-Йорк: North Point Press [Google Scholar]
  • Моррис Дж.1996 Утилизация против сжигания: анализ энергосбережения. J. Hazard. Матер. 47, 277–293 (doi: 10.1016 / 0304-3894 (95) 00116-6) [Google Scholar]
  • NEPC 2001 Отчет NEPC о выполнении Национальной меры по охране окружающей среды (использованные упаковочные материалы) в Новом Южном Уэльсе.Аделаида, Австралия: Совет по охране окружающей среды и наследию [Google Scholar]
  • Oehlmann J., et al. 2009 Критический анализ биологического воздействия пластификаторов на дикую природу. Фил. Пер. R. Soc. B 364, 2047–2062 (doi: 10.1098 / rstb.2008.0242) [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Park C.-H., Jeon H.-S., Park K.2007 Удаление ПВХ из смешанного пластмассы путем трибоэлектростатической сепарации. J. Hazard. Матер. 144, 470–476 (doi: 10.1016 / j.jhazmat.2006.10.060) [PubMed] [Google Scholar]
  • Патель М., фон Тьенен Н., Йохем Э., Уоррелл Э. 2000. Вторичная переработка пластмасс в Германии. Ресурс., Консерв. Recycling 29, 65–90 (doi: 10.1016 / S0921-3449 (99) 00058-0) [Google Scholar]
  • Perugini F., Mastellone M., Arena U.2005A Оценка жизненного цикла вариантов механической переработки и переработки сырья для управления отходов пластиковой упаковки. Environ. Прогр. 24, 137–154 (doi: 10.1002 / ep.10078) [Google Scholar]
  • PlasticsEurope 2008aЭко-профили европейской индустрии пластмасс. Брюссель, Бельгия: PlasticsEurope; См. Http: // lca.plasticseurope.org/index.htm (1 ноября 2008 г.) [Google Scholar]
  • PlasticsEurope 2008b Неопровержимые факты о пластмассах 2007: анализ производства пластмасс, спроса и восстановления в 2007 году в Европе. Брюссель, Бельгия: PlasticsEurope [Google Scholar]
  • Ребеиз К., Craft A.1995 Управление пластиковыми отходами в строительстве: технологические и институциональные вопросы. Ресурс., Консерв. Recycling 15, 245–257 (doi: 10.1016 / 0921-3449 (95) 00034-8) [Google Scholar]
  • Ryan P. G., Moore C.Дж., Ван Франекер Дж. А., Молони К. Л. 2009 Мониторинг количества пластикового мусора в морской среде. Фил. Пер. R. Soc. B 364, 1999–2012 (doi: 10.1098 / rstb.2008.0207) [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Шаксон Л. 2009 Структурирование политических проблем для пластмасс, окружающей среды и здоровья человека: размышления из Великобритании. Фил. Пер. R. Soc. B 364, 2141–2151 (doi: 10.1098 / rstb.2008.0283) [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Sinha V., Patel M., Patel J.2008 Управление отходами ПЭТ путем химической переработки: обзор. J. Polym. Environ. (DOI: 10.1007 / s10924-008-0106-7) [Google Scholar]
  • Soetaert W., Vandamme E.2006 Влияние промышленной биотехнологии. Biotechnol. J. 1, 756–769 (doi: 10.1002 / biot.200600066) [PubMed] [Google Scholar]
  • Сонг Дж. Х., Мерфи Р. Дж., Нараян Р., Дэвис Г. Б. Биоразлагаемые и компостируемые альтернативы обычным пластмассам. Фил. Пер. R. Soc. B 364, 2127–2139 (doi: 10.1098 / rstb.2008.0289) [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Swift G., Wiles D.2004 Разлагаемые полимеры и пластмассы на свалках. Энциклопедия Полим. Sci. Technol. 9, 40–51 [Google Scholar]
  • Teuten E. L., et al. 2009 г. Транспортировка и выброс химических веществ из пластмасс в окружающую среду и дикую природу. Фил. Пер. R. Soc. B 364, 2027–2045 (doi: 10.1098 / rstb.2008.0284) [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Томпсон Р. К., Свон С. Х., Мур К. Дж., Вом Заал Ф. С. 2009a Наш пластический век. Фил. Пер. R. Soc. B 364, 1973–1976 (DOI: 10.1098 / rstb.2009.0054) [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Томпсон Р. К., Мур К. Дж., Вом Заал Ф. С., Свон С. Х. 2009b Пластмасса, окружающая среда и здоровье человека: текущий консенсус и будущие тенденции. Фил. Пер. R. Soc. B 364, 2153–2166 (doi: 10.1098 / rstb.2009.0053) [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Uhde Inventa-Fischer 2007 Хлопья в смолу (FTR) — переработка с одобрения FDA. См. Http://www.uhde-inventa-fischer.com/ (3 ноября 2008 г.)
  • Waste Watch 2003 Пластмассы в экономике Великобритании Лондон, Великобритания: Waste Watch & Recoup [Google Scholar]
  • WBCSD 2000Экоэффективность: создание большего значение с меньшим воздействием.См. Http://www.wbcsd.org/includes/getTarget.asp?type=d&id=ODkwMQ (1 ноября 2008 г.)
  • West D.2007 Контейнерные депозиты: подход здравого смысла v.2.1 Сидней, Австралия: Альянс Boomerang [ Google Scholar]
  • WRAP 2006 Процесс рециркуляции HDPE пищевого качества WRAP: коммерческое технико-экономическое обоснование Лондон, Великобритания: Программа действий по утилизации отходов и ресурсов [Google Scholar]
  • WRAP 2007. Согласно ежегодному исследованию сбора пластмасс местными властями 2007 года Лондон, Великобритания: планы действий по сокращению отходов [Google Scholar]
  • WRAP 2008aВнутренняя упаковка из смешанного пластика: варианты обращения с отходами Лондон, Великобритания: Программа действий в области отходов и ресурсов [Google Scholar]
  • WRAP 2008b Крупномасштабная демонстрация жизнеспособности переработанного ПЭТ (rPET) в розничной упаковке.http://www.wrap.org.uk/retail/case_studies_research/rpet_retail.html.
  • WRAP 2008cLCA вариантов управления смешанными отходами пластмасс Лондон, Великобритания: Программа действий по отходам и ресурсам, MDP017 [Google Scholar]
  • WRAP 2008dОбследование по сбору пластмасс местными властями Лондон, Великобритания: Программа действий с отходами и ресурсами [Google Scholar]
  • WRAP 2008eStudy показывает влияние углерода на розлив австралийского вина в Великобритании в ПЭТ и стеклянные бутылки. См. Http://www.wrap.org.uk/wrap_corporate/news/study_reveals_carbon.html (19 октября 2008 г.)

Переработка пластика, вероятно, не стоит того, по мнению эксперта MIT

  • Переработка пластика требует значительных ресурсов, и после всей перевозки, сортировки и обработки бутылок и контейнеров его часто выбрасывают или сжигают.
  • Бизнес-исследователь Массачусетского технологического института Эндрю Макафи говорит, что нам лучше вывозить наши пластиковые отходы на хорошо управляемые свалки.
  • Он утверждает, что мы должны тратить наш «мысленный бюджет на размышления о Земле на более значимые изменения», такие как налоги на выбросы углерода для основных источников загрязнения и ядерная энергия.
  • Посетите домашнюю страницу Insider, чтобы узнать больше.
Идет загрузка.

Всего 40 лет назад идея о том, что мусорщики ходят от двери к двери, собирают перерабатываемые предметы, такие как банки, бумагу и пластик, и отправляют их для повторного использования, была блеском в глазах Америки.

Вудбери, штат Нью-Джерси, был пионером первой в стране системы рециркуляции обочины, когда в 1980 году сборщики мусора начали буксировать прицеп для многоразовых бытовых отходов, объясняет исследователь Массачусетского технологического института Эндрю Макафи в своей новой книге «Больше из меньшего».

Это радужный взгляд на то, как капитализм и технический прогресс (наряду с надежными законами), возможно, сделали людей в США лучшими распорядителями планеты, позволив нам снизить потребление при одновременном экономическом росте.

В своей книге McAfee называет переработку металлов «великим делом», поскольку она дает нам более дешевую металлическую продукцию и сокращает общие выбросы парниковых газов.«Он также занимается переработкой бумаги. Но он категорически считает, что американцы должны утилизировать пластиковые отходы, закапывая их под землей на хорошо управляемых« современных »свалках.

Он считает, что попытки сортировать переработку пластика — это, в конечном счете, пустая трата времени и энергии, и его точку зрения, возможно, стоит рассмотреть.

«Мнение о том, что вывоз мусора в 2019 году является экологически необоснованным? Я просто не верю этому», — сказал он Insider.

Двое мужчин осматривают блоки из переработанного алюминия.Пауло Уитакер / Reuters

«Углеродные выгоды, выгоды от переработки парниковых газов на самом деле очень и очень малы, на самом деле того не стоит», — сказал Макафи. «Что действительно экологически небезопасно, так это то, что мы делали до тех пор, пока Китай не наложил на это запрет, который упаковывает весь наш пластик, отправляя его через океан в страну, которая занимается экологически очень и очень грязными методами, чтобы попробовать чтобы переработать это.

Макафи не единственный, кто осуждает переработку пластика.

Это правда, что бывшая кольцевая дорога для переработки пластика между Китаем и США теперь закрыта ставнями, и что большая часть наших пластиковых отходов сегодня оказывается на свалках или сжигается.

Половина вторсырья в Филадельфии попадает в мусор, в то время как менее 9% того, что люди выбрасывают в Чикаго, когда-либо перерабатывается, как недавно сообщила Ария Бендикс из Business Insider. Даже Национальная программа по утилизации и утилизации отходов США заявляет, что «переработка загрязнений является серьезной проблемой», и в случае сомнений предостерегает потребителей, выбрасывая их.

В одном отчете за 2017 год, опубликованном в Science Advances, говорится, что только 9% пластика, который мы когда-либо использовали, перерабатывается, в то время как консалтинговая фирма McKinsey оценивает, что только 16% пластика «перерабатываются» и превращаются в новые пластмассовые изделия.

Люди не делают ‘ Небольшая часть пластика, который все равно перерабатывается, широко используется. В Европейском Союзе только 6% спроса на пластик приходится на переработанный пластик.

Вместо того, чтобы беспокоиться о переработке пластика, McAfee хочет, чтобы люди лоббировали налоги на выбросы углерода и одобрить ядерную энергетику

Электростанция Лимерик, атомная электростанция в Поттстауне, штат Пенсильвания.Кевин Ламарк / REUTERS

McAfee утверждает, что вместо того, чтобы беспокоиться о переработке пластика, люди должны лоббировать углеродные дивиденды, которые вернут деньги от сильно загрязняющих окружающую среду компаний (например, нефтегазовых гигантов) в налоговые поступления, в дополнение к тому, что правительства будут более сосредоточены на инвестировании в экологически чистую энергетику. источники, такие как ядерная энергия.

В конце концов, согласно отчету Carbon Majors Report за 2017 год, более половины мировых промышленных выбросов парниковых газов связаны с 25 «корпоративными и государственными производителями», включая ExxonMobil, BP и Total.

Кандидат в президенты от Демократической партии Элизабет Уоррен сказала нечто подобное во время климатической ратуши CNN, указав, что незначительные изменения в нашем образе жизни часто скрывают более серьезные глобальные проблемы загрязнения окружающей среды.

«Поймите — это именно то, о чем мы все говорим в отрасли ископаемого топлива», — сказал Уоррен.»Они хотят иметь возможность вызвать много споров вокруг ваших лампочек, вокруг ваших соломинок и вокруг ваших чизбургеров, когда 70% загрязнения — углерода, который мы выбрасываем в воздух — поступает от трех отраслей . »

Эти три отрасли, о которых она говорит, лучше рассматривать как «виды деятельности», как сказал PolitiFact после дебатов, и это транспорт, электроэнергетика и промышленность.

Морские обитатели цепляются за пластик, плывущий по течению в море.The Vortex Swim / Фото: @osleston

McAfee опасается, что мы «израсходуем» заботу об окружающей среде на мелкие предметы, такие как соломинки, в ущерб гораздо более серьезным проблемам.

Другие утверждают, что запрет на такие предметы, как пластиковые соломинки и полиэтиленовые пакеты, может стать важным первым шагом на пути к общему сокращению потребления пластика.

«Мы смотрим на соломинку как на одну из проблем, с которой люди начинают думать о глобальной проблеме загрязнения пластиком», — сказала Business Insider генеральный директор Plastic Pollution Coalition Дайанна Коэн.

Подробнее : Настоящая причина, по которой многие города и предприятия запрещают использование пластиковых соломинок

Попытки заставить людей использовать более экологичные товары, такие как многоразовые пакеты и складные соломинки, могут не принести много вреда окружающей среде.Одно британское исследование показало, что хлопковый мешок придется повторно использовать 131 раз, чтобы он стоил того для планеты, а не пластиковый.

Иногда одно хорошее дело для окружающей среды может подтолкнуть людей к другому экологически безопасному поведению, но исследования по этой теме неоднозначны. Другие исследования показывают, что люди могут позволить себе изменить другое поведение после того, как они совершили одно доброе дело — то, что называется «предвзятостью одного действия». Это то, о чем McAfee беспокоится.

«У людей есть бюджет, вы знаете, этот мысленный бюджет, чтобы думать о Земле», — сказал Макафи. «Если вы израсходуете этот бюджет на запрет на использование пластиковой соломы, это будет большим позором и ошибкой».

Раствор пластиковых отходов, заваленный поломками

[a]

В начале 2018 года городские власти сообщили жителям Бойсе, штат Айдахо, что революционная технология может превратить их трудно перерабатываемые пластиковые отходы в экологически чистое топливо.Программа, поддерживаемая Dow Inc, одним из крупнейших производителей пластмасс в мире, была провозглашена местными жителями как более экологичная альтернатива захоронению на полигоне в графстве.

Несколько месяцев спустя жители Бойсе и его пригородов начали запихивать свои контейнеры для йогурта, контейнеры для хлопьев и другие пластиковые отходы в специальные оранжевые мешки для мусора, которые затем были перевезены на грузовиках на расстояние более 300 миль (483 км) через штат. линия до Солт-Лейк-Сити, штат Юта.

Пунктом назначения была компания Renewlogy.Стартап позиционировал себя как «продвинутая компания по переработке», способная работать с трудно перерабатываемыми пластиками, такими как пластиковые пакеты или контейнеры для еды на вынос — вещи, которые большинство традиционных переработчиков не трогают. Технология Renewlogy, как сообщила в то время местным СМИ основатель компании Приянка Бакая, будет нагревать пластик в специальной камере с кислородным голоданием, превращая мусор в дизельное топливо.

Однако через год эти усилия прекратились. Провал проекта, впервые подробно описанный Reuters, демонстрирует огромные препятствия, стоящие перед передовой переработкой отходов, набором технологий переработки, которые промышленность пластмасс рекламирует как средство защиты окружающей среды — и рассматривает их как ключ к своему продолжающемуся росту на фоне растущего глобального давления на ограничить использование пластика.

Оборудование Renewlogy не могло обрабатывать пластиковые «пленки», такие как липкая пленка, как и было обещано, сообщил Reuters менеджер программы управления материалами Boise Питер Маккалоу. По его словам, город по-прежнему участвует в программе утилизации, но его пластик теперь отвечает требованиям низких технологий: его доставляют на цементный завод к северо-востоку от Солт-Лейк-Сити, где он сжигает его для топлива.

Renewlogy сообщила в ответе на вопросы Reuters по электронной почте, что она может перерабатывать пластиковые пленки. Проблема, по его словам, заключалась в том, что отходы Бойсе были загрязнены другим мусором в 10 раз больше, чем предполагалось.

Представитель Boise Колин Хикман сказал, что городу не было известно о каких-либо заявлениях или заверениях, сделанных Renewlogy относительно конкретных уровней загрязнения.

Hefty EnergyBag, так известна программа утилизации в Бойсе, является результатом сотрудничества между Dow и американской упаковочной фирмой Reynolds Consumer Products Inc, производителем оранжевых мешков для мусора в рамках программы и популярных товаров для дома, таких как мешки для мусора Hefty, пластиковая пищевая упаковка и алюминий. фольга. В ответе на вопросы по электронной почте компания Hefty EnergyBag сообщила, что «продолжает работать с компаниями, помогая продвигать технологии, которые позволяют использовать собранные пластмассы в других целях.Он отказался отвечать на вопросы о деятельности Renewlogy, как и представитель Dow Кайл Бэндлоу. Рейнольдс не ответил на запросы о комментариях.

Крах передового плана утилизации в Бойсе — не единичный случай. Как стало известно Reuters, за последние два года три отдельных проекта по переработке вторичной переработки, поддерживаемые другими крупными компаниями — в Нидерландах, Индонезии и США — были свернуты или отложены на неопределенный срок, поскольку они не были коммерчески жизнеспособными.

Всего агентство Reuters изучило 30 проектов двух десятков передовых компаний по переработке вторсырья на трех континентах и ​​опросило более 40 человек, непосредственно знакомых с этой отраслью, в том числе должностных лиц отрасли по переработке пластмасс, руководителей предприятий по переработке отходов, ученых, политиков и аналитиков.

Большая часть этих усилий — это соглашения между небольшими передовыми компаниями по переработке отходов и крупными нефтяными и химическими компаниями или потребительскими брендами, включая ExxonMobil Corp, Royal Dutch Shell Plc и Procter & Gamble Co (P&G). Согласно обзору Reuters, все они по-прежнему работают в скромных масштабах или закрылись, и более чем на половину отстают от графика ранее объявленных коммерческих планов. У трех передовых компаний по вторичной переработке, которые стали публичными в прошлом году, цены на акции снизились с момента их появления на рынке.

ПЛАСТИКОВАЯ СТРЕЛА

В последние годы появилось много передовых проектов по переработке отходов в ответ на глобальный взрыв пластиковых отходов. Согласно историческому исследованию 2017 года, опубликованному в журнале Science Advances , более 90% выбрасывается или сжигается, потому что нет дешевого способа перепрофилировать их.

Этот мусор не только душит свалки и опустошает океаны, но и способствует глобальному потеплению, потому что он сделан из ископаемого топлива. В то время как спрос на транспортное топливо находится под давлением правительственных требований по повышению эффективности транспортных средств и роста количества электромобилей, нефтяная промышленность удваивает производство пластмасс.По данным Международного энергетического агентства, базирующегося в Париже, производство пластика, которое, по прогнозам отраслевых аналитиков, удвоится к 2040 году, станет крупнейшим рынком роста спроса на нефть в течение следующего десятилетия.

Производство пластика, которое, по прогнозам отраслевых аналитиков, удвоится к 2040 году, станет крупнейшим рынком роста спроса на нефть в следующем десятилетии.

В ряде городов США и Европы уже введены запреты или потребительские сборы на одноразовые пластиковые пакеты.Также усиливается давление на законы «загрязнитель платит», согласно которым стоимость вывоза мусора перекладывается с налогоплательщиков на компании, производящие и использующие пластик. Ранее в этом месяце Мэн стал первым штатом США, принявшим такой закон.

Откройте для себя расширенную переработку. Передовая переработка, также известная как «химическая переработка», является общим термином для процессов, в которых используется тепло или химические вещества для превращения пластиковых отходов в топливо или регенерированной смолы для производства нового пластика.

Американский химический совет (ACC), отраслевая группа, в которой преобладают производители пластмасс, считает, что меры, предусматривающие оплату загрязнителя, нанесут ущерб экономике.Вместо этого он призывает законодателей США смягчить правила и предоставить стимулы для передовых компаний по переработке вторсырья.

По состоянию на июль 14 штатов США приняли такие законы. По данным экологической группы Greenpeace в прошлом году в отчете экологической группы Greenpeace с 2017 года из государственных средств было потрачено не менее 500 миллионов долларов на 51 проект по переработке вторичного сырья в США. Правительство Бойсе, например, потратило не менее 736000 долларов на мешки для мусора для своей программы, согласно заказам на покупку и счетам-фактурам в период с мая 2018 года по апрель 2020 года, полученным Reuters по запросам публичных документов.

ACC заявляет, что эти технологии меняют правила игры, поскольку они потенциально могут обрабатывать все типы пластика, исключая дорогостоящую сортировку и очистку.

«Потенциал огромен, — сказал Джошуа Бака, вице-президент подразделения пластмасс ACC. В этом месяце АКК призвал Конгресс разработать национальную стратегию по сокращению пластиковых отходов, включая «быстрое масштабирование» передовой переработки.

Тем не менее, обзор Reuters показал, что некоторые передовые компании по переработке отходов борются с теми же препятствиями, которые десятилетиями преследовали традиционных переработчиков: расходы на сбор, сортировку и очистку пластикового мусора и создание конечных продуктов, которые могут конкурировать по цене и качеству с ископаемым топливом. или девственный пластик.

Переход от лаборатории к реальному хаосу грязных и неправильно отсортированных бытовых пластиковых отходов оказался для некоторых из этих новичков слишком многим, сказала Хелен МакГео, старший аналитик по переработке пластика в Independent Commodity Intelligence Services из Лондона. и аналитическая фирма.

«Люди вошли в это дело, возможно, не понимая должным образом процессов, отходов, с которыми они обращаются, и поэтому некоторые вещи терпят неудачу», — сказал МакГео Рейтер.

Передовая переработка отходов находится в зачаточном состоянии, и, как и в случае с любой новой технологией, следует ожидать неудач, заявили десятки участников отрасли.

На данный момент некоторые из их собственных исследований показывают, что это не панацея.

Рейнольдс заказал оценку программы Hefty EnergyBag. В нем сравнивалось воздействие на окружающую среду переработки пластиковых отходов с помощью процесса нагрева, известного как пиролиз (подход, который использовала Renewlogy), с двумя традиционными способами обращения с ними: сжиганием в цементных печах или выбросом на свалку.

Исследование, опубликованное на веб-сайте программы Hefty EnergyBag в прошлом году, показало, что в случае Бойсе пиролиз показал худшие результаты из трех с точки зрения его общего потенциала глобального потепления. Этот показатель позволяет оценить выбросы парниковых газов в ходе всего процесса, от производства мешков для мусора и транспортировки отходов до энергии, используемой в процессе переработки.

Более узкий анализ, касающийся только процесса окончательной переработки и его вклада в глобальное потепление, показал, что пиролиз лучше, чем захоронение, но хуже, чем сжигание пластика в цементной печи.

«Исследования такого типа действительно заставят переработчиков химических веществ задуматься о своей деятельности», — сказал Тад Радзински, президент Sustainable Solutions Corporation, консалтинговой компании, проводившей исследование.

В исследовании отмечается, что его расчеты были получены из различных источников, включая пиролизную установку в США, имеющую опыт обработки материалов Hefty EnergyBag. На вопрос, был ли завод Renewlogy исследован компанией, Sustainable Solutions ответила, что не может назвать завод из-за соглашения о неразглашении с этим предприятием.

Рейнольдс и Доу никак не прокомментировали это исследование.

Renewlogy сообщила, что не предоставила данных в Sustainable Solutions. «Наши цифры сильно отличаются от тех, что используются в отчете», — сказал Renewlogy в ответ на вопросы Reuters.

НАЛИЧИЕ НА МУСОР

Проекты по расширенной переработке отходов резко выросли во всем мире, особенно с 2018 года. Именно тогда Китай, когда-то крупнейший в мире покупатель использованного пластика, запретил этот импорт, потому что его переработчики были перегружены.Другие страны тоже закрывают свои двери для иностранных отходов, оказывая давление на развитые страны, заставляя их разбираться с собственными отходами.

Бум также подпитывается инвесторами, ищущими следующую горячую индустрию зеленых технологий.

Большинство передовых фирм по переработке отходов, участвующих в проектах, рассмотренных Рейтер, используют форму пиролиза, процесс разложения вещества с использованием высоких температур в среде с низким содержанием кислорода или без него.

Пиролиз уже испытывали на пластике.Британский нефтяной гигант BP Plc, немецкий производитель химикатов BASF SE и американская нефтяная компания Texaco Inc, ныне принадлежащая Chevron Corp, по отдельности отказались от планов расширения технологий пиролиза отходов в топливо более 20 лет назад из-за технических и коммерческих проблем.

BASF заявила, что теперь считает такую ​​попытку жизнеспособной. В октябре 2019 года компания инвестировала 20 миллионов евро в Quantafuel, норвежскую компанию по переработке пластика в топливо, котирующуюся на фондовой бирже Осло.

Некоторые ученые оспаривают утверждение, что плавление несортированного пластика, сделанного из различных химических веществ, полезно для окружающей среды.

«При пиролизе могут образовываться токсичные отходы, например диоксины».

Помимо потребления большого количества энергии, «пиролиз может генерировать токсичные отходы, такие как диоксины», — сказал Хидешиге Такада, геохимик и профессор Токийского университета сельского хозяйства и технологий, который десятилетиями изучал загрязняющие вещества в отходах.

Цифровой символ, который обычно появляется на пластиковой упаковке для обозначения смолы, из которой изготовлен продукт.

Пиролиз не доказал свою способность превращать несортированный мусор в высококачественное топливо и чистую пластмассовую смолу, говорит Сюзанна Скотт, профессор химии Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, которая получает финансирование от пластмассовой промышленности для проведения исследований по вторичной переработке.

На пластике уже давно проштампованы цифры от 1 до 7 внутри знакомого логотипа «преследующие стрелки», чтобы помочь традиционным переработчикам отделить отходы перед их переработкой.

Скотт сказал, что плавление различных пронумерованных пластиков вместе посредством пиролиза дает сложную смесь углеводородов, которую затем необходимо отделить и очистить для повторного использования. По ее словам, этот процесс требует много энергии и обычно дает продукты, не соответствующие качеству исходного материала.

При пиролизе «стоимость того, что вы производите, очень мала», — сказал Скотт.

Продвинутые переработчики говорят, что они преодолевают эти проблемы с помощью инноваций в области энергоэффективности и очистки.

Из двух десятков компаний, проекты которых были рассмотрены Рейтер, три стали публичными в прошлом году: PureCycle Technologies Inc, Agilyx AS и Pryme B.V. Рыночная стоимость всех снизилась с момента их дебюта.

Одним из самых тяжелых ударов стал PureCycle, стартап по переработке вторсырья со штаб-квартирой во Флориде, который в этом году стал публичным благодаря специальной компании по приобретению.Он завершил свой первый день торгов 18 марта, когда акции выросли на 13% до 33 долларов, в результате чего рыночная капитализация составила около 3,8 миллиарда долларов.

Но его акции упали на 40% 6 мая, в тот день, когда компания Hindenburg Research опубликовала отчет, в котором технология переработчика названа «недоказанной», а ее финансовые прогнозы — «смехотворными». Акции PureCycle с тех пор немного восстановили свои позиции.

PureCycle заявила в тот же день, что отчет Гинденбурга был «разработан с целью снизить цену акций, чтобы служить экономическим интересам продавца коротких позиций».Он отказался от дальнейших комментариев по поводу отчета.

Гинденбург отказался от комментариев.

Согласно информации на своем веб-сайте, PureCycle использует «новаторский» процесс переработки, разработанный компанией P&G, производителем бритв Gillette и шампуня Head & Shoulders, для превращения определенного вида пластиковых отходов, полипропилена, обратно в смолу. PureCycle отстает от графика строительства своего первого коммерческого завода примерно на два года, что 6 марта его генеральный директор Майк Отворт сказал Reuters из-за более медленного, чем ожидалось, долгового финансирования и пандемии коронавируса.

P&G отказалась от комментариев.

ACC, группа по торговле химическими веществами, продолжает продвигать потенциал передовой утилизации. В прошлом году она потратила 14 миллионов долларов на лоббирование членов Конгресса по различным вопросам, это наибольшая сумма, которую организация когда-либо тратила, согласно OpenSecrets.org, некоммерческой инициативе, отслеживающей деньги в политике США.

До истечения своего двухлетнего срока в декабре Бакая из Renewlogy была председателем подразделения по переработке вторичного сырья ACC.

ONE TO WATCH

Бакая выросла в Австралии после того, как ее отец эмигрировал туда из Индии, сказала она в бизнес-подкасте Upside в 2020 году.Она училась в Стэнфордском университете и Массачусетском технологическом институте (MIT), который окончила в 2011 году. Она стала заметной фигурой в сфере передовой утилизации, продвигая свои технологии на форумах СМИ, таких как National Geographic и BBC.

Бакая получила ряд похвал, в том числе попала в список Fortune «40 до 40: те, за кем стоит следить» в 2013 году.

Она отказалась от интервью для этой истории.

Бакая сказала в своем выступлении на TEDx в 2015 году, что первоначально она создала компанию под названием PK Clean для извлечения нефти из «смешанного, грязного пластика на свалках».«PK Clean позже изменил свое название на Renewlogy, — сказал Бакая в интервью MIT в 2017 году.

Стив Кейс, соучредитель и бывший исполнительный директор AOL Inc, инвестировал 100 000 долларов в PK Clean в 2016 году, согласно блогу, который он ведет. на сайте его венчурной фирмы Revolution. По словам Питера Маковски, исполняющего обязанности директора департамента по развитию бизнеса Департамента экономического развития Солт-Лейк-Сити в 2015 году администрация губернатора штата Юта заявила, что предоставила грантов на сумму 200000 долларов США. .

Revolution не ответила на запросы о комментариях. В офисе губернатора штата Юта заявили, что программа, в рамках которой PK Clean получила гранты, закончилась и компания больше не финансирует. Солт-Лейк-Сити заявил, что кредиты PK Clean были погашены.

Бойсе впервые отправил пластиковые отходы в Renewlogy в июне 2018 года, а в последующие месяцы последовали еще как минимум пять грузовиков, протоколы заседаний Комиссии по общественным работам Бойсе. В июне 2019 года компания Boise заявила в своем заявлении, что временно прекратила отправку отходов в Renewlogy, пока завод в Юте модернизировал свое оборудование.Hefty EnergyBag заявила, что Renewlogy навсегда покинула программу в декабре 2020 года. Renewlogy не ответила на вопросы о том, сколько пластиковых отходов Boise она переработала.

Рейтер без предупреждения посетил предприятие Renewlogy в Солт-Лейк-Сити в середине мая. В понедельник днем ​​за пределами учреждения было мало видимой активности; Передняя стоянка вмещала пять легковых автомобилей, у двух из которых спустились шины. На заднем участке лежали десятки тюков с пластиковыми отходами, усеянных выцветшими оранжевыми мешками для вторсырья, сложенными рядом с ржавыми бочками с маслом и тачкой, полной стеклянных банок с мутной жидкостью.

Соучредитель Renewlogy Бенджамин Коутс вышел из здания, чтобы поговорить с репортером. Отвечая на вопрос о статусе компании, Коутс сказал, что противники химической переработки пытались нанести ущерб отрасли, продвигая «теории заговора» о технологии. Он направил Бакайе дополнительные вопросы, прежде чем приказать Рейтер покинуть помещение.

Джеремия Бейтс, владелец магазина шин по соседству с Renewlogy, сказал, что завод по переработке, похоже, не работал по крайней мере шесть месяцев, и что он жаловался Коутсу и местному начальнику пожарной охраны на скопившийся мусор. назад.

Renewlogy не ответила на вопросы по поводу утверждений Бейтса.

Инспектор из Бюро по предотвращению пожаров Солт-Лейк-Сити, Хосе Вила Трехо, посетил предприятие по переработке 12 февраля, согласно его отчету об инспекции. Вила Трехо сообщил агентству Рейтер, что его экскурсия по заводу не выявила опасности возникновения пожара, поскольку не было оборудования, которое могло бы генерировать тепло, пламя или искры.

«Они практически остановились», — сказал Вила Трехо. «Там не было никакого оборудования.

Renewlogy подтвердило Рейтер, что Вила Трехо провела инспекцию здания в феврале. В нем говорится, что объект не остановился и что на нем есть оборудование.

Renewlogy сообщила, что она делит помещения в Солт-Лейк-Сити с другими компаниями, занимающимися пиролизом древесины и других отходов, и что большая часть мусора, который Reuters видела на заднем участке, принадлежала другим фирмам, которые оно отказалось назвать. Renewlogy добавила, что продолжает эксплуатировать свой завод в качестве испытательного центра для разработки новых технологий переработки пластика.

Reuters эксклюзивно сообщило в январе, что в прошлом году рухнул проект по переработке пластика в Индии, который был результатом сотрудничества между Renewlogy и благотворительной организацией, финансируемой производителями пластмасс.

Renewlogy в конце этого года планирует запустить еще один завод по переработке пластмасс, на этот раз в Фениксе, штат Аризона, согласно информации на своем веб-сайте. Джо Джудиче, помощник директора по общественным работам в городе Феникс, подтвердил, что строительство объекта должно было начаться в августе.Больше денег налогоплательщиков должно поступать в компанию.

Программа Arizona Innovation Challenge, финансируемая государством, в 2017 году предоставила Renewlogy грант в размере 250 000 долларов, средства, которые будут рассредоточены, когда Renewlogy откроется в Фениксе, сообщило Reuters Управление торговли штата Аризона, которое реализует эту программу.

Джудиче сказал, что Phoenix не будет отправлять Renewlogy пленочные пластмассы из-за неуверенности в том, можно ли их легко переработать.

Renewlogy заявила, что будет «начинать с очень малого» и будет «проверять каждый шаг перед масштабированием.”

Грузовики прибывают на цементный завод Devil’s Slide в Моргане, штат Юта. Завод сжигает пластиковые отходы Бойсе с марта 2020 года в качестве замены угля. REUTERS / George Frey

ПРИНАДЛЕЖИТЕЛЬНО ДЛЯ ДЬЯВОЛА SLIDE

Вернувшись в Бойсе, программа Hefty EnergyBag продолжается, но Renewlogy больше не участвует. Отходы в этих оранжевых мешках Hefty теперь служат топливом для цементного завода Devil’s Slide в Моргане, штат Юта, который входит в американское подразделение европейской транснациональной компании Holcim.Компания сообщила Reuters, что сжигает пластик Бойсе с марта 2020 года в качестве замены угля.

Hefty EnergyBag заключила аналогичные договоренности с производителями цемента в Небраске и Джорджии, согласно экологическому исследованию программы по заказу Рейнольдса.

Экологические группы, отслеживающие химические загрязнители, говорят, что сжигание пластика таким образом приводит к значительным выбросам углерода и высвобождает диоксины, связанные с химическими веществами в пластике. Это ни в коем случае не «переработка», — сказал Ли Белл, советник Международной сети по ликвидации загрязнителей (IPEN), глобальной сети групп общественных интересов, работающих над устранением токсичных загрязнителей.

Бэндлоу, представитель Dow, сказал, что программа Hefty EnergyBag помогает «преобразовывать отходы в ценные продукты». Он отказался отвечать на вопросы о воздействии горения пластика в цементных печах на окружающую среду.

Джоселин Герст, представитель Holcim в США, заявила, что уровень выбросов сжигаемых пластиковых отходов «такой же или ниже, чем у традиционного топлива», и что у компании есть разрешение штата на сжигание пластика. Агентство по охране окружающей среды США заявило, что у него нет данных, подтверждающих, что «замена угля пластиковыми отходами существенно влияет на выбросы в атмосферу.

Вернувшись в Айдахо, Энн Бакстер Террибилини, жительница Меридиана, пригорода Бойсе, сказала, что сначала хотела участвовать в программе Hefty EnergyBag, но разочаровалась, узнав, что ее пластиковые отходы теперь попадают в цементную печь.

«Мне неприятно чувствовать, что нас убаюкивают, полагая, что мы оказываем положительное влияние на окружающую среду, хотя на самом деле это не так», — сказала она.

Официальные лица Бойсе заявили, что они открыто рассказывают общественности об обращении с пластиковыми отходами.Хейли Фалконер, специалист по устойчивому развитию в Бойсе, сказала, что город извлек урок из неудач. Оглядываясь назад, она сказала, что было бы лучше разработать индивидуальную программу переработки с местным партнером, чтобы компания Boise могла контролировать, куда уходят ее отходы.

Но городу некуда больше складывать пластиковый мусор, поэтому он придерживается программы Hefty EnergyBag, сказал Маккалоу из Boise.

Инвесторов вкладывают миллиарды в альтернативную промышленность пластмасс

  • В Мировом океане находится более 5 триллионов кусков пластикового мусора, и компании стремятся найти решения.
  • Глобальные инвестиции на сумму более 30 триллионов долларов побуждают компании внедрять инновационные формы пластика.
  • Ученые и предприниматели во всем мире разрабатывают альтернативы пластику с целью создания материалов, которые можно перерабатывать снова и снова.
  • Новое еженедельное шоу Business Insider на Facebook Watch A Closer Look обратилось к лидерам науки и технологий, которые стремятся найти новый пластик.
  • Посетите домашнюю страницу Business Insider, чтобы узнать больше.
Идет загрузка.

Проблема пластика Земли усугубляется день ото дня.

В настоящее время в океанах плавает не менее 5,25 триллиона кусков пластикового мусора. А к 2050 году в океане будет столько пластика, что он перевесит количество рыб, с которыми он делит воду.

Подобные тревожные статистические данные побуждают ученых и предпринимателей создавать новые формы пластика, которые могли бы заменить тот, который мы так привыкли использовать ежедневно.

И инвесторы принимают к сведению — в настоящее время более 30 триллионов долларов США вложены в устойчивые инвестиции по всему миру. По некоторым оценкам, к 2025 году только промышленность по производству биоразлагаемых пластиков достигнет почти 7 миллиардов долларов.

Израильский стартап UBQ Materials утверждает, что нашел решение.Компания привлекла 30 миллионов долларов от частных инвесторов для запатентованного процесса, который, как она надеется, произведет революцию в управлении отходами и устранит необходимость в свалках.

Компания заявляет, что у нее есть технология для преобразования всех видов мусора — пищевых отходов, смешанного пластика, даже картона и бумаги — в крошечные, похожие на пластик гранулы, которые являются основой для обычного пластика, прежде чем ему придать форму.

Израильский стартап UBQ утверждает, что может превращать мусор в гранулы, которые затем можно превратить в основу для пластика.UBQ

Волшебство происходит на его заводе и в исследовательском центре к югу от Иерусалима, где рабочие UBQ сортируют и сушат мусор, а также — с использованием собственного оборудования — измельчают его, измельчают в материал, похожий на конфетти, расплавляют на длинные пряди, а затем измельчают. в гранулы. Команда отправляет их к обычным производителям пластика, которые могут смешать их с обычными пластиковыми гранулами для создания новых материалов.

Часть производственного процесса UBQ проходит за закрытыми дверями, и что именно там происходит, остается неясным. Известный консультант по пластмассам Дуэйн Придди назвал эту технологию «слишком хорошей, чтобы быть правдой» и сравнил ее с алхимией в 2018 году.

Но UBQ пользуется поддержкой других выдающихся ученых. Одед Шосеев, биохимик из Еврейского университета, входящий в консультативный совет компании, сказал Business Insider, что в этой технологии есть «что-то уникальное и новое.«

И технологии компании могут скоро появиться в Соединенных Штатах. Прошлым летом органы по управлению отходами в Вирджинии заказали 2 000 мусорных баков, изготовленных из материала UBQ, и генеральный директор Джек Бигио сказал, что надеется в конечном итоге открыть производственный завод в штате. по данным местного филиала CBS.

Между тем, в ноябре UBQ объявил о заключении контракта с Arcos Dorados, крупнейшим независимым франчайзи McDonald’s в мире, который заявил, что будет использовать гранулы на основе мусора для производства материалов для использования в своих ресторанах.Внедрение планируется в начале этого года.

Инвестиции побуждают компании внедрять инновационные альтернативы пластмассам. Генеральный директор UBQ Materials Джек Бигио. Йонас Опперскальски для The Washington Post через Getty Images

С 2016 по 2018 год инвестиции, связанные с устойчивым развитием и социальной ответственностью, выросли более чем на 38%.

По мере того, как общественность все больше и больше осознает экологические последствия использования пластика, похоже, растет аппетит.

«Я думаю, что во всем мире мы наблюдаем рост нормативного давления в отношении запретов на пластмассы и одноразовые пластмассы», — сказала Business Insider Сара Браттон Хьюз, директор по устойчивым инвестициям в Schroders. «Но я также думаю, что мы продолжаем видеть это социальное давление. Вы видите его все больше и больше в социальных сетях.Это действительно открыло эту проблему для масс ».

Компании также ощущают необходимость использовать альтернативные пластмассы в своей упаковке.

Ванкуверская компания EcoSafe производит компостируемые пленочные продукты, предназначенные для замены обычных пластмасс.

Их продукты сделаны из типа полиэстера, который в основном на нефтяной основе, но безопасен для компостного бункера.

По мере роста спроса на продукцию, подобную той, которую производит EcoSafe, растут и масштабы отрасли производства альтернативных пластмасс.Джефф Вулли, президент EcoSafe, сказал, что его компания «увеличилась более чем в четыре раза» за последние шесть лет.

Это признак того, что отрасль стала мейнстримом за последнее десятилетие.

«Вы видите, что все больше и больше акционеров обращаются в компании и говорят:« Вы должны быть экологичными. Вам нужно быть более экологичным », — сказал Business Insider Фрэнк Франсиози, исполнительный директор Совета по компостированию США.

Внимание побуждает компании раздвигать границы того, насколько экологичными могут быть продукты.

«Вместо того, чтобы от колыбели до могилы, они стремятся разрабатывать продукты, которые от колыбели до колыбели, которые являются частью экономики замкнутого цикла», — сказал Франчози.

Цель состоит в том, чтобы производить пластмассы, которые можно перерабатывать снова и снова. Сейчас их как минимум 5.25 триллионов кусков пластикового мусора плавают в океанах. Шерил Равело / Reuters

Многие пластмассы, которые мы выбрасываем в мусорные корзины, например соломинки и пакеты для покупок, вообще не подлежат переработке. Другие никогда не получают вторую жизнь, потому что химические вещества, добавленные для их полезного использования, такие как наполнители или растворители, делают невозможным их переработку.

Только 25% наиболее пригодного для вторичной переработки пластика, полиэтилентерефталата, действительно подвергаются надлежащей сортировке и переработке.И как только это происходит, он проходит процесс вторичной переработки только один или два раза, прежде чем попадет в мусоросжигательные заводы, свалки или в океан.

Таким образом, конечной целью является производство пластмасс, которые можно перерабатывать снова и снова.

Ученые из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли недавно наткнулись на то, что, по их словам, является формулой бесконечной переработки пластмасс.

В мае группа исследователей объявила об открытии нового типа полимера, который, как и блоки Lego, можно разбить на молекулярные части, а затем «собрать в разные формы, текстуры и цвета», согласно пресс-релизу.

Новый материал, названный полидикетоенамином или PDK, может вдохнуть новую жизнь в пластмассовые изделия, которые не подлежат переработке из-за присутствия других материалов, таких как наполнители или растворители, которые делают пластмассу более твердой или более гибкой.

Следующим шагом для команды является коммерциализация пластмасс PDK и поиск способов их применения в таких вещах, как текстиль, 3D-печать и пена.

«Нас интересует химия, которая перенаправляет жизненные циклы пластика с линейного на круговой», — говорится в заявлении Бретта Хелмса, штатного ученого и руководителя исследовательской группы.

«Мы видим возможность изменить ситуацию там, где нет вариантов утилизации».

Однако до тех пор гонка за идеальным пластиком продолжается.

.

No related posts.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *