A műanyag hulladékok sorsa

A „műanyag" elnevezés egyfajta - a természettől idegen - pótanyagra utal. Talán ebből is adódik, hogy sok tévhit, pontatlan elképzelés terjedt el róla. Valójában mára a szintetikus polimerek az élet minden területén nélkülözhetetlenné váltak, hiszen számos előnyös tulajdonsággal rendelkeznek: pl. alacsony a feldolgozási hőmérsékletük, így relatíve kevés energia kell a termékek gyártásához; kis sűrűségük miatt olyan könnyű alkatrészek gyárthatók belőlük (pl. járművek számára), amelyek kisebb üzemanyag fogyasztást eredményeznek.
Fontos megjegyezni, hogy a világon felhasznált kőolajnak csak a 7 százalékából gyártanak műanyagot, tehát nem a műanyaggyártás a fő felelőse a készletek csökkenésének.

Az orvostechnika, az elektromos- és elektronikai ipar, a gépjárműipar, az építőipar, a csomagolóipar, valamint sok egyéb terület számára létfontosságúak a műanyagok. Magyarországon - a világ többi részéhez hasonlóan - évről évre jelentősen növekszik a hőre lágyuló műanyagok felhasználása, 2005-ben mintegy 800 ezer tonnát dolgoztak fel. Ennek a mennyiségnek jelentős része (több mint 40 %) csomagolóanyagként került a piacra, így rövid életciklusából adódóan gyorsan hulladékká válik.
A műanyag hulladék kezelésének módja szorosan összefügg a kommunális hulladék, ezen belül is a települési szilárd hulladék sorsával, hiszen az esetek döntő többségében szétválogatás nélkül, együtt kerülnek a hulladéktárolókba.
A hulladékégetők megítélése igen ellentmondásos - minden technológiai újítás, a betartandó kibocsátási határértékek alkalmazása ellenére is. Világszerte számos szervezet küzd a hulladékégetés és a hulladékégetők ellen. Magyarországon a Hulladék Munkaszövetség (HuMuSz) Pirománia címmel tart fenn tematikus kampányoldalt, amelyen részletesen megismerhetőek az ellentábor érvei.

Hulladékégetés

A települési szilárd hulladék Magyarországon jelenleg lerakásra kerül, kivéve Budapest egy részét, ugyanis Rákospalotán üzemel az ország egyetlen kommunális hulladék égető műve, ahova a főváros hulladékának 60 %-a kerül. Az égetőművet az utóbbi években újították fel, így például korszerű füstgáztisztító berendezés került beüzemelésre, amely a károsanyag-kibocsátást az előírt egészségügyi határértékek alatt tartja.
A hulladékégetés egyben termikus újrahasznosítást jelent, hiszen az égés során keletkező hőből villamos energiát, illetve távfűtéshez használható hőenergiát nyernek ki. A kinyerhető energia természetesen függ az elégetett hulladék összetételétől: a műanyagnak a kőolajjal gyakorlatilag megegyező a fűtőértéke, így ez segíti, hogy a nagy víztartalmú szerves hulladékok (pl. krumplihéj stb.) megfelelően elégjenek. Az ábrán látható, hogy hogyan változna a hulladék fűtőértéke, ha a különböző összetételeit kivonnánk belőle. Levonható a következtetés, hogy a szelektív hulladékgyűjtés során hosszú távon nem csak a magas fűtőértékű komponenseket (műanyagok, papír), hanem az alacsonyakat is (biohulladékok) külön célszerű gyűjteni, hogy a termikus újrahasznosítás működjön.

Hulladéklerakás

Az égetésnél lényegesen rosszabb megoldást jelent a hulladékok lerakása, hiszen ez semmiféle újrahasznosítást nem valósit meg, a műanyagok szempontjából a nyersanyag, és a felhasznált energia teljes pazarlását jelenti. Tovább rontja a helyzetet, hogy hazai lerakók közül csak nagyon kevés felel meg az előírt környezetvédelmi követelményeknek, sok helyen nincs megoldva a szigetelés, a csurgalékvíz elvezetése, a rendszeres monitorozás.

Az első lépés

A szelektív hulladékgyűjtés, ezen belül a műanyagok elkülönített gyűjtése 6-7 éve folyik szervezetten az országban, mégpedig igen jó eredményekkel. A magyar lakosság hozzáállása a szelektív gyűjtéshez a nyugati országokhoz képest is igen pozitív: akiknek lehetőségük van rá, azok nagy számban és pontosan használják a gyűjtőszigeteket, tehát minden anyagot gondosan a megfelelő tárolókba helyeznek. Ez azért is biztató, mivel az Európai Unió által meghatározott visszagyűjtési és újrahasznosítási direktívák egyre emelkedő szintjének betartásához növelni kell a lakosságtól begyűjtött szelektív hulladék mennyiségét, nem elég csupán az ipari hulladék szelektív gyűjtése. Sajnos azonban a szelektív gyűjtés még nem a megoldás, csupán annak első lépése a műanyag hulladékok hasznosításának.

Az újrahasznosítás

A műanyagok reciklálása fizikai és kémiai eljárás keretében valósulhat meg. Az utóbbi azt jelenti, hogy a hosszú polimer molekulákat alkotóelemeire bontják, majd újra polimerizálják, tehát ismét eredeti anyagot állítanak elő belőle. Ezt az eljárást azonban Európában nagyon kevés helyen használják, mivel igen nagy mennyiségű, fajtánként szétválogatott műanyaghulladék szükséges a gazdaságos működtetéshez.
A fizikai újrahasznosítás az a módszer, amely a jelenlegi tendenciákat figyelembe véve a legnagyobb jövő előtt áll. Ennek az eljárásnak a során a műanyagot megömlesztik, majd az ömledékből hoznak létre új termékeket. A legelterjedtebb alakadási technológiák ezen a téren a fröccsöntés és az extrudálás. A fizikai újrahasznosítás során is szükséges az anyag fajtánként való elkülönítése (polietilén, polipropilén, PET stb.), ellenkező esetben csak alacsony használati értékű termék gyártására nyílik lehetőség (pl. raklapok, fekvőrendőr, stb.). Ennek oka, hogy a különböző műanyagfajták egymással nem kompatibilisek, a fázishatároknál könnyen szétválnak, így mechanikai tulajdonságaik gyengék lesznek.
A műanyag termékek használatuk és újrafeldolgozásuk közben számos környezeti terhelésnek vannak kitéve (UV sugárzás, magas hőmérséklet, nedvesség, mechanikai hatások stb.), amelyek az anyag szerkezetét károsíthatják, a polimer molekulákat tördelhetik, degradálhatják. Így a teljesen tiszta, szétválogatott műanyagok sem hasznosíthatók újra tetszőleges számú ciklusban. A felsorolt káros hatásokat különböző adalék- és erősítőanyagokkal, stabilizátorokkal, illetve a feldolgozási paraméterek változtatásával lehet csökkenteni.
A műanyag hulladék begyűjtésével és hasznosításával számos hazai cég foglalkozik, amelyek számára igen komoly konkurenciát jelent a távol-keleti felvevőpiac. A kínai árudömpinget szállító hatalmas konténer-szállító hajóknak ugyanis nem éri meg üresen visszamenni, így az Európában felvásárolt műanyaghulladékot szállítják visszafelé. Kínában nagy kapacitású üzemek dolgozzák fel a hulladékot, elsősorban szálakká és egyéb textilipari termékekké, amelyeknek jelentős része visszakerül Európába. A hazai vállalatoknak igen nehéz versenyezni a távol-keleten kiépült hatalmas gyártókapacitás és olcsó munkaerő miatt kialakult árakkal. Az igazi áttörés még várat magára, ehhez mindenképpen szükséges lenne olyan piacképes termékek kifejlesztésére, amelyeket a bevezetésben felsorolt iparágak elfogadnak, felhasználnak.

Lebomló műanyagok?

Igen felkapott kutatási téma jelenleg a lebomló műanyagok témaköre. Ezek az anyagok a természetben megtalálható mikroorganizmusok hatására, a természetes polimerekhez (vagyis a biomasszához) hasonlóan elbomlanak. Érdekes tény, hogy a műanyagok korai történetében az egyik legkomolyabb probléma éppen a stabilizálásuk volt, vagyis hogy ne bomoljanak el az UV sugárzás hatására. Ezt manapság különböző adalékanyagokkal megfelelő módon oldották meg, ennek köszönhető, hogy az eldobott műanyagok évtizedekig nem bomlanak le. A lebomló polimerek fejlesztésénél igen fontos követelmény, hogy az anyag a jelenlegi tömegműanyagokhoz hasonló tulajdonságokkal és árral rendelkezzenek, valamint az, hogy a jelenlegi műanyag-formaadó gépekkel feldolgozhatóak legyenek. Így lehetőség nyílna rá, hogy sok egyszer használatos terméket pl.: csomagolástechnikai-, mezőgazdasági- és fogyasztási cikket kiváltsanak.
Jelen pillanatban a biodegradábilis (azaz biológiailag lebomló) polimerek három fő csoportba sorolhatók: a bioszintetikus polimereket (poliszacharidok: pl. cellulóz, keményítő) a természet hozza létre; a természetes eredetű polimerekből hagyományos polimerkémiai úton szintetizálni lehet további polimereket (biopoliészterek pl. politejsav, ill. annak származéka a polilaktid); a harmadik csoportba pedig a kőolaj alapú műanyagokból biológiailag lebomló polimerekkel való társítással, kopolimerizációval létrehozott anyagok tartoznak. Jelenleg a kutatások még kísérleti stádiumban vannak, az előállított biodegradábilis anyagok ára a jelenlegi tömegműanyagokhoz képest kb. háromszoros, tulajdonságaik (pl. szilárdság) azonban még nem érik el a megfelelő szintet.

Összegzés

Összegzésként megállapítható, hogy a műanyag hulladékok kezelésében a különböző eljárások megfelelő kombinációja hozhatja a leghatékonyabb eredményt. Vannak „gyűjthető" termékek (pl. PET palackok), amelyek jól elkülöníthető, megfelelő mennyiségű másodlagos nyersanyagot biztosítanak, és vannak olyanok, amelyeket igen kis tömegük miatt érdemesebb a hulladékban hagyni, hogy a termikus hasznosítás hatásfokát növeljék. Végezetül nem szabad elfeledkezni arról, hogy a hulladékok kezelésének talán legfontosabb aspektusa a megelőzés, a hulladékkibocsátás lehetőség szerinti minimalizálása.
A szerző a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Polimertechnika Tanszékének egyetemi tanársegédje