Виды пластикового мусора, его вредное воздействие и способы утилизации

Ежегодно в мире производится 350 миллионов тонн пластмасс, время полного распада которых составляет минимум 450 лет. Большинство изделий из них используются однократно. Около 79% оказываются на мусорных свалках или в окружающей среде. Загрязнение планеты пластиковыми отходами приобретает катастрофические масштабы.

Основные типы пластика

Около 90% от общего количества производимых пластмасс составляют:

• Низкоплотный полиэтилен (ПЭВД, или HDPE). Из этого материала делают пакеты, компакт-диски, упаковочную пленку, бутылки, ящики для бутылок, бочки, корпуса аккумуляторов, миски, ведра и многое другое.
• Поливинилхлорид (ПВХ, или PVC). Идет на изготовление шлангов, напольных покрытий, обоев, кровельного полотна.
• Полипропилен (ПП, или PP). Используется в автомобилестроении, производстве мебели, искусственных газонов, сидений для унитазов, стерилизуемых медицинских приборов.
• Полистирол (ПС, или PS). Из него состоят упаковки для пищевых продуктов, изоляционные материалы, кожзаменители, части и детали электрооборудования.
• Полиуретан (ПУР, или PUR). Применяется для изготовления губок для посуды, мебели для сидения, матрасов, антикоррозионного покрытия для машин.
• Полиэтилентерефталат (ПЭТ, PET, или PETE). Используется для производства имплантатов, частей электроприборов, промышленных машин, автомобилей.

Источники образования отходов

Пластиковый мусор преимущественно образуется в результате производственной и хозяйственно-бытовой деятельности человека. Производственные отходы чистые, однородные по составу и хорошо поддаются переработке. Бытовые часто содержат примеси, загрязнены и требуют сортировки.

Виды воздействия на окружающую среду

Полимерные отходы накапливаются в природе и наносят ей непоправимый вред. Большое их количество попадает в водоемы. Загрязнение пластиком — одна из причин гибели животных, ухудшения качества воды и почвы.

На землю

Выделяя вредные химические вещества, полимерные материалы загрязняют почву и грунтовые воды. Под воздействием ультрафиолета и осадков они медленно распадаются на микроскопические частицы. Дождевые черви, делая ходы, проглатывают их вместе с землей. Таким образом они проникают глубоко в почву и разносятся на большие расстояния.

На моря и океаны

Научные исследования показали, что пластмассы преобладают среди мусора в океанах и внутренних водоемах. Наряду с крупными предметами, такими как пакеты или бутылки, вода, придонные отложения и песок на пляжах загрязнены микрочастицами полимеров. Негативному воздействию пластика в морской окружающей среде подвержено 663 вида животных. Больше половины из них поедают отходы или запутываются в них. Согласно данным американского Агентства по охране окружающей среды (сокр. EPA), употребляемые в пищу пластмассы ежегодно убивают миллион морских птиц и 100 тысяч морских млекопитающих, включая китов.

Самый крупный из них, получивший название Большое тихоокеанское мусорное пятно, находится между Гавайями и Калифорнией. Его площадь вдвое больше площади Германии.

На здоровье человека и животных

Многие добавки, используемые для производства пластика, вредны для здоровья. Среди них гормонально активные вещества (эндокринные дизрапторы, ЭД). Они настолько широко распространены в мире, что их можно обнаружить в моче, крови, жировой ткани почти всех людей, живущих на Земле. Они проникают в организм:

• через кожу (при контакте с изделиями),
• органы дыхания (частицы из воздуха),
• вместе с пищей, например с рыбой, проглотившей микроскопические частицы, которые плавают в воде.

К дизрапторам относятся бисфенолы и фталаты. Они замедляют развитие детей, вызывают повреждение мозга, повышают риск бесплодия у женщин и мужчин, ожирения, рака молочной железы и простаты, эндометриоза.

Способы снижения образования отходов

Среди способов уменьшения образования пластикового мусора:

• раздельный сбор отходов и их переработка,
• регулирование и ограничение производства и продажи,
• замена пластиковой упаковки на альтернативные виды,
• развитие экологической культуры у населения.

Раздельный сбор и переработка пластиковых отходов

Пластиковый мусор, составляющий большую часть в общей массе, — источник полимеров. Чтобы получить чистое сырье, необходимо собирать его отдельно от других отходов. Переработке подвергаются разные виды упаковки: бутылки, пакеты, коробки.

Основных вариантов утилизации три:

1. Изделия из термопластов расплавляют и формируют из них новые. Однако многократное повторение термической обработки приводит к прогрессирующей потере качества материала (даунсайклинг).
2. С помощью реакции пиролиза предварительно отсортированные пластмассы разлагают на мономеры или другие нефтехимические вещества, такие как метанол или синтез-газ.
3. Пластиковые отходы сжигают с целью получения энергии. Области применения так называемой энергетической переработки доменные печи, цементные заводы, электростанции. Преобладающие там высокие температуры обеспечивают полное сжигание и низкий выброс вредных веществ. Теплота сгорания пластмасс примерно такая же, как каменного угля.

Регулирование и ограничение производства и продажи

Некоторые страны с целью сокращения количества отходов и их распространения в окружающей среде ограничили производство пластиковых изделий и ввели регулирующие налоги или планируют сделать это в ближайшее время. К ним относятся, например, Ирландия, Норвегия, Германия, Великобритания, Швеция.

В Российской Федерации обсуждается возможность постепенного сокращения производства полиэтиленовых пакетов. Полностью отказаться от них планируется к 2024 году. Внести соответствующие изменения в закон об отходах предложил Роспотребнадзор, который поддержало Минприроды.

Замена на альтернативные виды упаковки

Альтернативная упаковка многоразового использования — это в первую очередь стеклянные бутылки и банки. Вместо пакетов из полиэтилена можно использовать бумажные. Уже давно существуют биологически разлагаемые пластмассы, большую часть которых составляют полиэфиры. В молекулярные цепи таких материалов встраивают молекулы полимеров естественного происхождения (биополимеров), таких как сахар, янтарная или молочная кислота. Их атакуют ферменты микроорганизмов, превращая длинные полимерные цепи в мелкие водорастворимые частицы.

Большинство из 30 известных биоразлагаемых пластмасс составляют:

• полиэфиры,
• полиамиды,
• полиэфируретаны,
• полисахариды.

Научные учреждения и частные фирмы разрабатывают новые материалы для изготовления упаковки. Так, компания Tecnaro из Ильсфельда (Германия) разработала процесс разжижения древесины, которую можно заливать в любые формы.

Развитие экологической культуры

Чтобы уменьшить образование отходов из пластика, необходимо развивать экологическую культуру. Информирование населения об обязанностях перед природой помогает сформировать новое мироощущение. В европейских странах, США и Канаде регулярно проходят экологические акции. Для просвещения широко используются средства массовой информации.

Прочие возможные варианты

В Шотландии и Нидерландах уже ненужный пластик используется в дорожном строительстве.

Из пластиковых бутылок и других предметов делают:

• детские поделки,
• скульптуры,
• мебель,
• горшки для растений,
• бочки,
• подсвечники,
• шкатулки и многое другое.

Методы борьбы с пластиковым загрязнением

Обычные пластмассы до сих пор считались бионеразлагаемыми. Без участия микроорганизмов они очень медленно распадаются в результате химических и физических процессов. Недавно ученые обнаружили организмы, которые способны переваривать пластик, и планируют использовать их для борьбы с отходами.

Исключительно полистиролом может питаться мучной хрущак (Tenebrio molitor). Грибок из рода Аспергилл разрушает в полимерных материалах химические связи.

Для сбора пластиковых отходов в океане компания Ocean Cleanup (Нидерланды) предлагает использовать специальные плавучие резервуары. “Заталкивать” в них мусор будут естественные течения. Участие людей не требуется. Еще одно изобретение — установка для эффективного очищения воды от микропластика — принадлежит Себастьяну Поркерту из Германии, основателю фирмы ECOFARIO.