Пластмассовый мир победил? Как «живой» пластик спасёт планету от мусора
Проблема сбора, утилизации и переработки твёрдых бытовых отходов - одна из самых острых и больных тем последнего десятилетия в России и во всём мире, а неразлагаемый и вездесущий пластик - один из основных источников загрязнения природы. Примерно половина всего производимого пластика выкидывается сразу же после его первого использования. Ценнейший и невосполняемый нефтяной ресурс переводится в мёртвый материал, который уже оккупировал значительную часть суши и мирового океана.
Обречены ли мы на глобальный экологический кризис, угрожающий всему живому, или есть шанс, сохранив все преимущества пластика, избавить планету от его недостатков? Об этом и многом другом узнают гости международной выставки ИННОПРОМ, которая пройдёт с 5 по 8 июля 2021 года в Екатеринбурге.
Мусорный континент
«Пластмассовый мир победил», - пел когда-то гений русского рока Егор Летов, и как в воду глядел. Судите сами: почти весь так называемый одноразовый пластик производится из ископаемого топлива и в процессе жизнедеятельности человека образует горы отходов. Объёмы производства таких изделий за последние десятки лет составили миллиарды тонн. При этом ежегодно во всём мире перерабатывается лишь 10% этого материала. (Например, в 2019 году всего 2% упаковки и одноразовой посуды было изготовлено из переработанных полимеров, зато их производство в ближайшие пять лет может вырасти более чем на треть.) Ожидается, что к середине нынешнего столетия именно на пластик будет приходиться до 10% всех выбросов парниковых газов. Это усугубит климатический кризис и ещё более приблизит нас к экологической катастрофе.
Особенно страдает мировой океан. Так, большое мусорное пятно на полпути между Гавайскими островами и Калифорнией почти полностью состоит из пластика и микропластика, а площадь его поверхности составляет 1,6 млн квадратных километров. Не зря его прозвали мусорным континентом. Учёные пришли к выводу, что тела 90% морских птиц содержат в себе пластик.
Список лидеров по изготовлению одноразового пластика на душу населения возглавляет Австралия (более 50 кг в 2019 году), опережая США, Южную Корею и Великобританию (44 кг). В случае мировой катастрофы погибнут люди и животные, разрушатся здания, зарастут лесами города и дороги. И главным свидетельством существования нашей цивилизации на тысячи лет останутся лишь пластиковые изделия. А ведь с начала их массового производства прошло меньше века...
Вполне закономерно, что проблема борьбы с одноразовым пластиком признана сегодня в России на самом высоком уровне власти. В своём послании Федеральному Собранию 21 апреля 2021 года президент Владимир Путин сказал: «Подход очень простой: получил прибыль за счёт природы – убери за собой. Принцип «загрязнитель платит» должен в полной мере работать и в сфере обращения с отходами, чтобы обеспечить переход к так называемой экономике замкнутого цикла. Для этого нужно уже в текущем году запустить механизм расширенной ответственности производителей и импортёров за утилизацию товаров и упаковки».
Жестокая логика бизнеса
Конечно, способы очистить планету и избавить человечество от глобальных проблем есть, но большинство из них имеет не только плюсы, но и минусы. Очевидно, что можно собирать и сжигать пластик или направлять его на вторичную переработку. Идея не новая, хорошая, но уж очень дорогая. Дело в том, что производить одноразовые пластиковые изделия – на два порядка дешевле, чем собирать, уничтожать или тратить море энергии на их переработку. Экономика здесь, увы, не на стороне экологии.
Ещё один способ борьбы – введение драконовских штрафов за загрязнение окружающей среды. Но беда в том, что санкции эти неизбежно свалятся на голову конечного потребителя, который, при отсутствии выбора, просто вынужден покупать товары в одноразовой упаковке, ведь другой практически нет.
Действенной мерой мог бы стать запрет на производство одноразового пластика. В своё время в Европе прониклись данной проблемой, и сегодня, чтобы новый материал пробился на рынок, он должен пройти экспертизу полного жизненного цикла. Запрет – мощная мера воздействия на производителя, но она, опять же, противоречит логике бизнеса и провоцирует подрыв экономики: это увеличение расходов на персонал, затрат на более дорогую упаковку. При этом проблема утилизации остаётся. Кроме того, теряя прибыль, бизнес оперативно вырабатывает методы противодействия государственным ограничениям.
Ряд специалистов полагает, что решить задачу могут природные организмы (плесень, грибы, бактерии, черви), способные расщеплять пластик. Так, японский учёный Кендзи Миямото обнаружил, что обычная почвенная бактерия Ideonellasakaiensis способна жить на стопроцентной «диете» из лавсана и разлагать его молекулы на воду и углекислый газ. Подобные открытия совершили представители науки во многих странах, но есть одно но: никто не может просчитать последствия размножения пластикофагов по земному шару. Нет никакой гарантии, что они не уничтожат экосферу нашей планеты. Тем более, что с едой (пластиковой подкормкой) у них не будет никаких проблем.
Общемировой тренд
Между тем настоящим прорывом в защите экологии может стать создание саморазлагающегося пластика. Суть его в том, что при истечении определённого срока годности он самостоятельно распадается, не засоряя окружающую среду. Такие материалы не решают проблему уже существующего загрязнения, но предотвратят его разрастание.
На данный момент на российском рынке в основном присутствуют так называемые псевдоразлагаемые полимеры: полиэтилен, полипропилен, полиамид, полистирол, полиэтиленрефталат, поликарбонат, в составе которых присутствует биоразлагаемый компонент. Материал распадается на более мелкие части (вплоть до микронного размера), но они продолжают нести опасность для окружающей среды.
Однако сегодня уже идёт становление технологий будущего - настоящих биоразлагаемых полимеров (БРП). В частности, такими разработками занимается научный консорциум с участием ведущих институтов Российской академии наук (ИОС, ИНХС) при поддержке технического партнёра ООО «НИКА-ПЕТРОТЭК». В исследованиях участвуют также учёные из МГУ и УрФУ.
«Этой проблемой мы занимаемся примерно два года, - рассказал технический эксперт ООО «НИКА-ПЕТРОТЭК» Константин Лукьяшин. - На самом деле, разработка БРП - общемировой тренд. Мы изучили ситуацию на рынке и поняли, что этой темой нужно заниматься, её нужно развивать в нашей стране. Необходимо догонять, а в перспективе и перегонять зарубежных учёных, а саму технологию доводить до серьёзного промышленного уровня. Ведь фундаментальные исследования - это одно, а практика, массовое производство и потребление - совсем другое. В первую очередь мы говорим, конечно, о пластике, у которого короткий срок службы (упаковка, бутылки, контейнеры для еды, одноразовая посуда, пакеты для мусора), он играет в нашей жизни очень важную роль. Это, в том числе, продукты питания, которые надо сохранять и перевозить на далёкие расстояния. Технология БРП использует природный, живой пластик. Он, как и человек, имеет ограниченный срок жизни: рождается, живёт, принося пользу людям, и умирает, превратившись в углекислый газ и воду. При этом решается одна из важнейших мировых задач - утилизация ТКО. Мы могли бы выбрасывать мусор, не загрязняя планету!»
В чём разница?
«На Западе эта проблема стоит острее, чем у нас, в силу того, что у них гораздо меньше территория, да и концентрация выбросов пластика у них значительно выше, - отмечает инженер ИТО «НИКА-ПЕТРОТЭК» Михаил Сенников. - Поэтому они занялись ею раньше, и там такие разработки поддерживаются на правительственном уровне. Предприятиям, которые участвуют в программе развития БРП, предоставляются определённые дотации. Но в России также ведутся подобные исследования. (Например, в Астрахани разрабатывают упаковку из рыбьей чешуи для пельменей: она растворяется в воде при варке.) Уверен, что технология БРП в перспективе сможет вытеснить традиционный пластик».
По словам Михаила, обычный полиэтилен практически не разлагается, в нормальных условиях он стабилен, на него нужно воздействовать ионизирующим излучением или высокой температурой. Но при разложении среда вокруг становится непригодной для жизни. Один из самых вредных материалов - ПВХ. Он разлагается, но при этом выделяет массу вредных веществ и отравляет природу.
Биоразлагаемые полимеры, попадая в грунт, в почву, в среду, наполненную микроорганизмами, также начинают разрушаться, но самим микроорганизмам не наносят никакого вреда. Например, полилактид - это полимолочная кислота, а её даже человек может перерабатывать!
Что касается сроков разложения. Учёные поставили эксперимент: подготовили специальную компостную смесь, благоприятную для развития микроорганизмов, с повышенной температурой и влажностью, и поместили туда пакет из БРП. Полное разрушение пакета произошло в течение трёх месяцев. На данный момент проводятся исследования в естественной среде, изделия из биоразлагаемых полимеров помещают в обычный садовый грунт. (В принципе каждый может провести подобный эксперимент на своём садовом участке.) Результаты этих опытов выкладываются на сайте БРП. Кроме того, специалисты проводят анонимный опрос, посвящённый анализу проблемы загрязнения нашей планеты отходами пластика.
Дополнительный стимул
С первыми (пилотными) образцами изделий из БРП можно ознакомиться уже сегодня. Полупрозрачные белые пакеты приятны на ощупь, могут использоваться для переноски и хранения продуктов, выдерживают вес порядка 5-6 кг. По словам исследователей, это более дорогой, но и более тонкий пластик. На данном этапе стоимость такого пакета как минимум в 3-4 раза дороже тех, что предлагают в супермаркетах. Но надо учитывать несколько моментов: утилизационные сборы в России растут, а вместе с ними увеличивается в цене и традиционный пластик. Кроме того, при массовом выпуске упаковки из БРП она постепенно будет удешевляться. В будущем её стоимость будет несущественно выше той, что используется сегодня.
Впрочем, технология БРП в перспективе будет иметь преимущество не только по экологиии, но и по ряду потребительских характеристик (в частности, по газонепроницаемости). Такая упаковка практически не пропускает воздух, следовательно продукты будут сохранять свои свойства лучше и дольше. Это может стать дополнительным стимулом для производителей.
Полный запрет на полиэтиленовые пакеты, высокие налоги и ограничения введены уже более чем в 40 странах мира. (Например, в Кении за их использование вас могут посадить в тюрьму на четыре года.) А с 3 июля 2021 года одноразовые изделия из традиционных и псевдобиоразлагаемых полимеров объявили вне закона в ЕС. «Правительство РФ не может ввести жёсткий запрет на традиционный пластик без соответствующей альтернативы, - считает Михаил Сенников. - Но как только она появится, процесс перехода на БРП ускорится».
Эксперты полагают, что широкое распространение новая технология получит через пять-семь лет, производство таких материалов приобретёт массовый характер. Но без поддержки крупного инвестора в лице государства здесь не обойтись.
«Помоги ему вырасти!»
С исследованиями учёных в сфере защиты экологии можно ознакомиться на международной выставке ИННОПРОМ-2021, которая пройдёт с 5 по 8 июля 2021 года в Екатеринбурге. В частности, 7 июля на форуме в конгресс-центре (зал 3.5, с 16.00 до 17.30) состоится круглый стол на тему: «Перспективные отечественные разработки в области биоразлагаемых полимеров (БРП), синтезируемых из нефтехимического сырья и углекислого газа». На круглом столе с докладом выступят специалисты из научного консорциума: из Института нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН (Москва) и из Института органического синтеза им. И.Я. Постовского УрО РАН (Екатеринбург).
«Нам важно обсудить эту проблему, понять настроение общественности, науки, бизнеса, власти, выслушать доводы тех, кто выступает против подобных разработок, - подчёркивают организаторы. - Все мы живём на одной планете, и должны уметь вести диалог, договариваться. Предполагается, что треть времени круглого стола будет посвящено докладам, остальное - дискуссии и ответам на вопросы».
А ещё в рамках ИННОПРОМа компания «НИКА-ПЕТРОТЭК» предлагает гостям выставки и всем желающим стать участниками необычного эксперимента, который состоится в микрорайоне Академический. Акция носит название «Помоги ему вырасти!» В биоразлагаемые пакеты, разработанные российскими учёными, а также в традиционные полиэтиленовые и бумажные пакеты будут помещены сто саженцев кедра. Все желающие смогут своими руками опустить их в грунт, заложив в Екатеринбурге новую аллею.
Контрольная партия растений будет посажена без упаковки. Далее в течение двух лет биологи из УрФУ и специалисты компании станут наблюдать за физическими и биологическими процессами, протекающими вокруг кедров. Планируется, что данный эксперимент даст много новой информации и послужит темой для будущих научных диссертаций.
«Мы хотим, чтобы люди увидели всё своими глазами, возможно, даже посадили свой именной кедр, - пояснили организаторы. - Уход за ним самый простой: выщипывать травку вокруг, чтобы другие растения не задушили маленький росток, время от времени поливать. В перспективе местные жители получат кедровую аллею, а учёные - новые данные о технологии БРП. Если люди заинтересуются разработками в сфере защиты экологии или даже просто задумаются — цель акции будет достигнута».