Drodzy czytelnicy, to już kolejny artykuł dotyczący poużytkowych odpadów gumowych na łamach "Plast Echo" i mam wrażenie, że kilka wcześniejszych rozpoczynałem w podobny sposób. Proszę o wybaczenie, ale nie mogę inaczej. A więc…
Guma to niezwykły materiał obecny w wielu obszarach naszego codziennego życia, poprawiający jego komfort, a zarazem stwarzający problem w postaci narastającej ilości odpadów poużytkowych. Choć w pierwszym momencie przy poruszaniu tematyki odpadów gumowych nasze myśli biegną ku oponom, to nie możemy zapominać o innych komponentach elastomerowych stosowanych w szeroko pojmowanym transporcie, artykułach gospodarstwa domowego, czy sprzęcie medycznym. Również przemysł wydobywczy generuje dużą ilość tego typu odpadów (chociażby w postaci zużytych taśm transporterowych). Nie należy się zatem łudzić, że popyt na wyroby gumowe zmaleje w najbliższych latach.
Oczywiście branża gumowa nie pozostaje bierna w kwestiach dotyczących ekologii i zrównoważonego rozwoju przemysłu. Nieustannie poszukuje się nowych rozwiązań, chociaż niektóre aspekty związane z technologią gumy wskazują, że daleko jeszcze tej klasie materiałów do osiągnięcia modelu gospodarki o obiegu zamkniętym. Wciąż wyzwaniem pozostaje utrzymanie równowagi pomiędzy ekonomią a ochroną środowiska, ze względu na nieodwracalność procesu wulkanizacji oraz fakt, że często mamy do czynienia z wyrobami kompozytowymi zawierającymi wzmocnienie z metalu lub tkaniny. Istotna jest również mnogość surowców stosowanych w procesach technologicznych, co wpływa na brak spójności we właściwościach produktów pochodzących z recyklingu i utrudnia komercjalizację.
Klasyczne techniki zagospodarowania odpadów gumowych (przede wszystkim zużytych opon) obejmują:
- bieżnikowanie,
- recykling produktowy,
- pirolizę,
- recykling materiałowy / rozdrabnianie / dewulkanizację,
- odzysk energetyczny (spalanie odpadów w piecach cementowych).
Rozpoczęcie działalności w branży związanej z gospodarką odpadami gumowymi związane jest z wysokimi nakładami inwestycyjnymi, chociażby ze względu na opracowanie i utrzymanie wydajnego systemu zbiórki, czy budowę stosownej instalacji. Brak standaryzacji uzyskiwanych produktów, np. tych pozyskiwanych w procesie pirolizy opon, może utrudniać ich zbyt i zwiększać ryzyko inwestycyjne.
Recykling materiałowy (rozdrabnianie gumy), piroliza, czy dewulkanizacja chemiczna/mechaniczna wiążą się również z dość wysokimi nakładami energetycznymi, co przy dzisiejszych zawirowaniach na rynku energii zaburza ekonomikę tych procesów.
A gdyby tak odejść od energochłonnych procesów mechanicznych? Zapomnieć o dotychczas opracowanych metodach chemicznych wymagających szkodliwych rozpuszczalników, substancji agresywnych dla środowiska, czy drogich katalizatorów? Czy problem odpadów gumowych można rozwiązać w sposób bezpieczniejszy i bardziej przyjazny dla środowiska, wykorzystując procesy biologiczne, w których proces dewulkanizacji jest katalizowany np. przez enzymy wytwarzane w mikroorganizmach?
Po zagłębieniu się w odmęty internetu przekonałem się, że nie jest to temat aż tak bardzo nowy. Na przestrzeni lat pojawiło się wiele specjalistycznych artykułów naukowych, w których odnaleźć można tajemniczo brzmiące łacińskie nazwy bakterii, pleśni, czy grzybów. W niniejszym tekście wymienię kilka z nich, żeby nadać mu pewnej rangi, ale w gruncie rzeczy ma to być przecież publikacja popularnonaukowa ogólnie przedstawiająca bardzo złożone zagadnienie.
Prace dotyczące degradacji mikrobiologicznej wulkanizowanych materiałów gumowych trwają od ponad 100 lat, sięgając do początku XX w. Już w 1913 r. wyizolowano mikroorganizmy rozkładające niewulkanizowany kauczuk naturalny (NR). Większą część kolonii stanowiły promieniowce – organizmy prokariotyczne, tworzące rząd Gram-dodatnich bakterii (szczepy Actinomyces elastica i Actinomyces fuscus). W 1938 r. do gatunków Actinomyces dołączono pleśnie z gatunków Aspergillus i Penicillium.
Pierwsze prace związane z mikrobiologicznym rozkładem wulkanizowanej gumy rozpoczęto w 1942 r. Od razu stało się jasne, że ze względu na złożony skład chemiczny mieszanek kauczukowych rozwój mikroorganizmów na powierzchni wulkanizatów niekoniecznie oznacza, że są one w stanie rozłożyć i skonsumować łańcuchy węglowodorowe kauczuku.
Wyrobom gumowym odporność na działanie mikroorganizmów nadają przyśpieszacze stosowane w procesie wulkanizacji np. tiuramy, tiazole, jak również wielosiarczki i inne związki zawierające np. grupy tiolowe (–SH). Toksyczne dla mikroorganizmów mogą być również stosowane powszechnie w przetwórstwie gumy przeciwutleniacze (np. 6PPD), zmiękczacze (np. ftalany), czy antypireny.
Przyjmuje się, że wyroby gumowe są podatne na atak biologiczny stosunkowo rzadko, w określonych zastosowaniach (uszczelnienia rur wodociągowych), bądź specyficznych warunkach klimatycznych. Zazwyczaj chodzi o kraje tropikalne, ale i w naszych mieszkaniach, zwłaszcza tam gdzie wilgotność przekracza 70% i panuje temperatura 18–32°C (a więc chociażby w łazienkach) można zaobserwować na elementach gumowych rozwój grzybów pleśniowych w postaci szarych, czarnych, zielonych, bądź różowych przebarwień.
