Plastikowa butelka, reklamówka, opona, jednorazowa rękawiczka czy element samochodu – potocznie wszystkie nazywamy plastikiem. Pod tym określeniem kryją się jednak setki materiałów o różnych właściwościach.

O tym, czym właściwie jest plastik i co dzieje się z nim po zużyciu, dyskutowali uczestnicy debaty „Zły plastik?” zorganizowanej podczas XXX Festiwalu Nauki w Warszawie.

Jak wyjaśnił prof. Andrzej Plichta z Wydziału Chemicznego Politechniki Warszawskiej, specjalizujący się w chemii polimerów, tworzywo sztuczne, potocznie nazywane plastikiem, to w uproszczeniu polimer oraz różnego rodzaju dodatki, potrzebne do nadania materiałowi odpowiednich właściwości. Głównym składnikiem tworzyw sztucznych są więc polimery.

Właściwości takich materiałów mogą się bardzo różnić. Dlatego nie ma też jednej odpowiedzi na często zadawane pytanie: jak długo rozkłada się plastik?

Plichta zwrócił uwagę na to, że tworzywa nie są materiałami wiecznymi. Pod wpływem czynników środowiskowych zachodzą w nich procesy prowadzące do niszczenia łańcuchów polimerowych. Znaczenie mają m.in. promieniowanie ultrafioletowe, zmiany temperatury, tlen, woda i naprężenia mechaniczne. W zależności od budowy polimeru procesy te mogą przebiegać szybciej lub wolniej.

Najpierw cały przedmiot może rozpaść się na mniejsze fragmenty. Z czasem stają się one coraz mniejsze, aż w końcu przestajemy dostrzegać je gołym okiem.

I tu łatwo o pomyłkę: skoro plastikowego przedmiotu już nie widzimy, możemy uznać, że materiał się rozłożył.

Tymczasem – jak tłumaczył Plichta – „mamy rozpad do cząstek, których nie widać, ale one dalej są. Tylko są znacznie mniejsze”. W ten sposób dochodzimy do cząstek mikroplastiku, a następnie nawet nanoplastiku.

Samo rozpadnięcie się przedmiotu na bardzo małe fragmenty nie jest więc równoznaczne z jego biodegradacją. Plichta posłużył się przykładem znanym z codziennego życia – kapsułką do prania lub zmywarki. Po wrzuceniu jej do wody otaczająca ją folia znika nam z oczu. 

– To nie znaczy, że ona uległa biodegradacji, ona się po prostu rozpuściła w wodzie – wyjaśniał naukowiec.

Jak wskazywał, chodzi o folię z poli(alkoholu winylowego). Jej przykład pokazuje różnicę między rozpuszczeniem materiału a jego biodegradacją. Podobnie jest z rozpadem tworzywa na niewidoczne cząstki – to, że przestaliśmy je widzieć, nie oznacza jeszcze, że przestały istnieć.

Fragmentacja to jeszcze nie biodegradacja

Dobrym przykładem są też tworzywa oksydegradowalne. Jak tłumaczył Plichta, są to najczęściej klasyczne polimery zawierające dodatki przyspieszające procesy starzenia materiału, a w konsekwencji jego fragmentację. Dzięki temu stosunkowo szybko rozpada się on na coraz mniejsze kawałki.

Profesor krytycznie odnosił się do takiego rozwiązania. Samo przyspieszenie fragmentacji sprawia bowiem przede wszystkim, że materiał szybciej przestajemy widzieć. Dodatki mogą ponadto sprawić, że takie tworzywo będzie trudniejsze do poddania recyklingowi.

Biodegradacja oznacza coś więcej niż samo rozdrobnienie materiału.

Plichta zaznaczał jednocześnie, że polimery biodegradowalne rzeczywiście istnieją – jak mówił, „to nie jest bajka”. W przypadku niektórych materiałów procesy prowadzące do biodegradacji mogą przebiegać znacznie szybciej niż w przypadku typowych trwałych tworzyw.

„Bio” może znaczyć różne rzeczy

Określenia biopochodny, biodegradowalny i kompostowalny bywają używane zamiennie, choć nie oznaczają tego samego.

Biopochodność odnosi się do pochodzenia surowców użytych do produkcji materiału. Nie przesądza sama w sobie, czy gotowe tworzywo będzie ulegało biodegradacji.

Biodegradowalność dotyczy natomiast możliwości rozkładu materiału z udziałem mikroorganizmów. Istotne są przy tym warunki, w których taki proces zachodzi.

Jeszcze czym innym jest kompostowalność. Samo oznaczenie materiału jako kompostowalnego nie musi znaczyć, że szybko rozłoży się on w dowolnym miejscu – np. po wyrzuceniu do lasu czy pozostawieniu w wodzie.

Dlatego w przypadku tworzywa określanego jako biodegradowalne ważne jest nie tylko pytanie: „czy się rozłoży?”, ale również: gdzie, w jakich warunkach i jak długo będzie to trwało. 

Jeśli potrzebujemy trwałych tworzyw, pozostaje problem tego, co zrobić z nimi po zakończeniu użytkowania. Jedną z możliwości jest recykling. Podczas debaty pojawił się również temat depolimeryzacji, czyli próby rozłożenia polimeru z powrotem na mniejsze cząsteczki, z których można otrzymywać kolejne materiały.

Plichta podał przykład poliamidu 6. Jak tłumaczył, odpowiedni proces może prowadzić od polimeru z powrotem do monomeru, a odzyskane monomery można następnie ponownie wykorzystać do wytworzenia polimeru. Proces ten nie odbywa się jednak bez kosztów – wymaga m.in. dostarczenia energii. Oznacza to, że odpowiedzią na problem plastikowych odpadów nie musi być wyłącznie próba stworzenia tworzywa, które po użyciu szybko zniknie.

Samo słowo „plastik” kryje materiały o bardzo różnych właściwościach, zastosowaniach i możliwościach zagospodarowania po zużyciu. Innego materiału potrzebujemy na produkt używany przez kilka minut, innego na część urządzenia mającą działać przez kilkanaście lat, a jeszcze innego na materiał medyczny.

„Zniknięcie” plastikowego przedmiotu z pola widzenia nie musi oznaczać końca jego obecności w środowisku. Może być dopiero początkiem jego funkcjonowania w postaci cząstek, których gołym okiem już nie dostrzegamy.

Pełny zapis z debaty "Zły plastik?" dostępny jest tutaj.  

wl/ zan/