Biodegradacja
Biodegradacja tworzyw sztucznych przebiega dwustopniowo i jest zapoczątkowana rozdrobnieniem polimeru (depolimeryzacją) poprzez rozerwanie budujących go łańcuchów i obniżenie masy cząsteczkowej polimeru. Drugi etap, mineralizacja, następuje pod wpływem mikroorganizmów (aerobowych lub anerobowych). W trakcie mineralizacji w warunkach tlenowych węgiel organiczny zawarty w tworzywie jest przekształcany do węgla nieorganicznego w postaci dwutlenku węgla. Stąd najbardziej rozpowszechnioną metodą monitorowania efektywności i stopnia biodegradacji jest pomiar ilości wydzielonego CO2 w układzie zamkniętym. Aby w procesie tym można było uzyskać prawidłowe wyniki, w układzie muszą być utrzymane odpowiednie warunki (wilgotność, temperatura, pH czy brak substancji toksycznych).
W ustawie z 2001 r. o gospodarce opakowaniami i odpadami opakowaniowymi mianem ''odpadów biodegradowalnych'' określono odpady opakowaniowe ulegające biodegradacji odznaczające się taką zdolnością rozkładu fizycznego, chemicznego, termicznego i biologicznego, która zapewni ostateczny rozkład gotowego kompostu na dwutlenek węgla, biomasę i wodę.
Złożony cykl badań oceniający biodegradowalność oraz przydatność opakowań do kompostowania wymaga wdrożenia systemów potwierdzających spełnienie określonych normatywnie wymagań. Potwierdzenie zgodności z wymaganiami w tym zakresie w wielu państwach realizowane jest w formie certyfikacji. W Unii Europejskiej wprowadzono systemy certyfikacji na podstawie wymagań normy EN 13432:2000. Norma ta, zgodnie z Decyzją Komisji Europejskiej 2001/524/EC, została uznana za zharmonizowaną z dyrektywą 94/62/WE. Recykling organiczny opakowań i materiałów opakowaniowych obejmuje tlenowe warunki kompostowania i beztlenowe warunki biogazyfikacji w komunalnych lub przemysłowych instalacjach do biologicznej obróbki odpadów. Badania opakowań przydatnych do kompostowania, zgodnie z EN 13432:2000, obejmują kilka etapów:
- badania składu chemicznego - zawartość związków lotnych > 50%, obliczana na podstawie suchej pozostałości po spaleniu w temp. 550°C; limitowany poziom zawartości metali ciężkich i innych pierwiastków niebezpiecznych dla środowiska
- badania biodegradowalności potwierdzające, że w ciągu 6 miesięcy co najmniej 90% masy próbki uległo przekształceniu w CO2 (opakowania z materiałów pochodzenia naturalnego: drewna, włókien drzewnych, włókien bawełny, skrobi, masy papierniczej oraz juty nie wymagają badań biodegradowalności)
- badania zdolności do rozpadu w czasie obróbki biologicznej; w ciągu 3 miesięcy, podczas testów w skali półprzemysłowej lub w przemysłowych warunkach kompostowania, następuje dostateczny rozkład materiału (nie więcej niż 10% suchej masy próbek pozostaje na sicie o średnicy oczek > 2 milimetry)
- badanie ekotoksyczności - w celu wykazania, że proces obróbki biologicznej nie obniża jakości uzyskanego kompostu (kompost zgodny z wymaganiami) oraz nie prowadzi do negatywnych skutków; pozytywny wynik testów wzrostu roślin na kompoście uzyskanym z udziałem badanego materiału.
Badania opakowań pod kątem podatności do biodegradacji, zgodnie z polską normą PN-EN 13432:2002 ''Opakowania - Wymagania dotyczące opakowań przydatnych do odzysku przez kompostowanie i biodegradację - Program badań i kryteria oceny do ostatecznej akceptacji opakowań'', wykonywane są przez COBRO w Warszawie i są zgodne również ze standardami międzynarodowymi (ISO 14851, ISO 14852) oraz amerykańskimi (ASTM D 6400, ASTM D 5338, ASTM D 6002) i są uznawane w Europie, USA i Japonii. Opakowania, które uzyskały certyfikat, oznacza się specjalnym znakiem, w celu poinformowania użytkowników, że podlegają one zbiórce razem z odpadami organicznymi przeznaczonymi do kompostowania (patrz: tabela).
| Znaki informujące o możliwości kompostowania opakowania | ||||
|---|---|---|---|---|
| Europa/ Australia | Europa | USA | Kanada | Japonia |
|
|
|
|
|
|
EN 13432 AS 4736 |
EN 13432 | ASTM D6400 | CAN/BNQ 0017-088 | GRENPLA 452 |
Odpady opakowaniowe przydatne do kompostowania powinny wykazywać biodegradowalność, co umożliwi ich selektywną zbiórkę i kompostowanie. Opakowania biodegradowalne powinna cechować zdolność do fizycznego, chemicznego, termicznego i biologicznego rozkładu, w którym kompost ostatecznie przekształcany jest na dwutlenek węgla, biomasę i wodę. Współczesne kierunki rozwoju branży opakowań kładą nacisk na wykorzystywanie polimerów naturalnych i wytwarzanie z ich udziałem opakowań biodegradowalnych, co jest zgodne z polityką zrównoważonego rozwoju.
Tworzywa biodegradowalne mogą być wytwarzane z surowców odnawialnych (np. takich jak cukry pochodzące z trzciny cukrowej, kukurydzy, ziemniaków itp.), z surowców kopalnych (węgiel kamienny, węgiel brunatny, ropa, gaz ziemny), albo częściowo ze źródeł odnawialnych i kopalnych. Zgodnie z definicją European Bioplastics Association, biotworzywa to biodegradowalne tworzywa pochodzenia organicznego (lub nieorganicznego). Podział tworzyw polimerowych pod względem biodegradowalności wg European Bioplastics Association [1] przedstawiono na schemacie.
W przypadku biotworzyw możliwy jest zarówno recykling materiałowy (polegający na ponownym mechanicznym przetwarzaniu odpadów w produkt o wartości użytkowej), jak również recykling organiczny (kompostowanie), w którym powstaje materiał o wartości nawozowej. Oczekuje się, że szersze stosowanie biotworzyw w znaczący sposób przyczyni się do ograniczenia wykorzystania tworzyw sztucznych pozyskiwanych z ropy i zmniejszenia emisji dwutlenku węgla.
