Ежегодно 30 марта отмечают Международный день за мир без отходов. Борьба с загрязнением дала толчок множеству экологических инициатив. Особое распространение приобретает сортировка мусора для его дальнейшей переработки. Однако существуют такие отходы, которые невозможно использовать повторно.
Даже в странах – лидерах по переработке отходов далеко не весь мусор удается использовать повторно. В России, где за время действия реформы обращения с ТКО (твердые коммунальные отходы) объем обработанных отходов превысил 50 %, на переработку отправляют около 12 % мусора.
Во многом эта проблема связана с характеристиками мусора, который невозможно переработать с существующим уровнем технологического оснащения. Хороший пример – композитные материалы.
Что такое композитные отходы?
Композиты – это материалы, которые изготавливают из нескольких различных компонентов. Обычно части состава композита существенно различаются по физическим и химическим свойствам: благодаря этому удается достичь высоких эксплуатационных показателей конечного продукта, сделав его более прочным или эластичным. Конечная цель – добиться лучших свойств по сравнению с оригинальными компонентами.
Эти материалы широко применяются в автомобильной и аэрокосмической промышленности. Так, легкие и прочные композиты, армированные углеродным волокном, все чаще конкурируют с более традиционными материалами, например сталью.
Однако за преимущества композитов приходится платить: их трудно перерабатывать.
Проблему усугубляет еще и то, что композитные материалы используются при создании устройств для добычи «зеленой» энергии: солнечных панелей и ветрогенераторов. В результате для того, чтобы ослабить вред от энергетического сектора (на него приходится более 75 % выбросов всех парниковых газов), приходится производить больше неперерабатываемых композитов. Так, средний срок службы солнечной панели составляет 25 лет, и, согласно статистике, к 2050 году на них будет приходиться около 60 млн т мирового мусора. При этом состав солнечных батарей отличается в зависимости от производителя, что также усложняет процесс их утилизации и переработки. В результате большинство отслуживших свое приборов по созданию возобновляемой энергии просто выкидывают.
И хотя методы по переработке композитов существуют, они ограничены в количестве и стоят дорого, а итоговый материал уступает по характеристикам «новому» сырью. Компаниям попросту невыгодно этим заниматься, поэтому поставить процесс переработки на поток до сих пор не получилось.
Таким образом, самым популярным методом избавления от композитных отходов по-прежнему остается захоронение. Другими словами, композитные материалы просто отвозят на свалку и оставляют там.
Свалки – не всегда плохо. Благодаря им удается сократить количество отходов, которые попадают в окружающую среду, а также остановить распространение заболеваний и поддерживать чистоту на жилых территориях. Однако они по-прежнему оказывают негативное влияние на экологию, даже на оборудованных для этого территориях (на оборудованных зарегистрированных свалках землю выравнивают глиной и прокладывают пластиком, чтобы минимизировать попадание вредных веществ в почву и грунтовые воды). При этом постоянно образуются несанкционированные, стихийные свалки, которые приносят еще больше вреда: подобные мусорные склады вредят здоровью местного населения, ухудшают качество почвы и воды.
Второй по популярности способ обработки композитных отходов – их полная утилизация путем разрушения материалов. Однако этот метод также оказывает негативное влияние на окружающую среду и приводит к потере ценных, дорогостоящих ресурсов. Как итог – дополнительные энергозатраты на повторное производство и нарушение принципов экономики замкнутого цикла.
Проблема кроется и в смешанных отходах
Помимо композитов, в которых разные вещества порой объединяются на молекулярном уровне, существуют и другие смешанные отходы, при создании которых используется сразу несколько материалов. По сути, любой предмет бытового обихода можно назвать смешанным. Например, бутылка из-под воды. При ее создании используют два вида пластика: один – для самой емкости, а второй – для крышки. Следовательно, для того чтобы эффективно ее переработать, необходимо отделить каждый компонент друг от друга.
Однако это не всегда так просто, что хорошо иллюстрирует ситуация со стаканчиками для горячих напитков навынос. В одной только России, по словам Юрия Верещагина, создателя крышек Sito-Tea для заваривания чая, ежегодно производится около 6 млрд бумажных стаканчиков. Может показаться, что их легко переработать, но на самом деле это не так: практически во всех бумажных стаканчиках используют пластик (только так они способны удерживать жидкость внутри и не разваливаться). Отделить один компонент от другого сложно, в результате чего большая их часть оказывается на свалке. То же справедливо и для классических упаковок от молока и сока.
Однако это не единственная причина, по которой подобные отходы трудно приспособить для повторного использования. Точно так же, как разделение материалов по идентичным группам, для переработки важно, чтобы исходники были чистыми (люди, которые сортируют мусор, моют его как посуду, прежде чем отдать на переработку). Если же внутри останется неподходящая грязь, например гуща от кофе или кусочки фруктов (соки с мякотью), то повторно использовать материал едва ли получится: из-за инородных элементов оборудование перерабатывающих цехов может повредиться, а качество итогового продукта – снизиться. Из-за этого, например, не всегда можно повторно использовать картонные коробки от пиццы, на которых остаются жирные пятна.
Как можно решить проблему?
Простого решения не существует, так как разнообразие композитных и смешанных материалов предполагает разнообразие подходов к их переработке. Например, пластик. Чаще всего этот материал можно подвергнуть всего одному кругу переработки, после чего первоначальные свойства материала исчезают, он становится непригодным для дальнейшего использования. При этом различные подвиды пластика, хотя и очень похожи по виду, нуждаются в различной переработке. Из-за этого их трудно отсортировать, а если они вдруг смешаются друг с другом, вся партия полимеров становится непригодной для переработки.
Некоторые виды пластмасс слишком хрупкие, особенно те, что используют в пакетах. В результате, попадая на общую ленту переработки, материал разрушается и засоряет машины на предприятиях. Схожие нюансы существуют и у других видов композитных материалов.
Таким образом, на сегодняшний день одним из самых эффективных способов борьбы с растущим числом неперерабатываемого мусора является превентивный подход: необходимо заранее думать о потенциальном вреде экологии и сложностях дальнейшей обработки тех или иных видов отходов. На бытовом уровне можно начать более бережно относиться к вещам, которые мы привыкли воспринимать как одноразовые. Например, перестать постоянно покупать новые пакеты в магазинах, носить с собой термокружку и избегать предметов, которые представляют трудность для переработки и повторного использования.
Схожие принципы применяют и в тяжелой промышленности с той лишь разницей, что меры там более глобальные: производители стараются отказываться от композитов и переходить на более подходящие для повторной переработки материалы, а также разрабатывать более экологичные альтернативы традиционному сырью.
И первые успехи уже есть. Так, исследователи по всему миру ведут работу над созданием так называемых биокомпозитов (biocomposite). Это особые материалы, в состав которых помимо полимеров входят натуральные волокна, полученные из хлопка, льна или конопли. Производители стремятся интегрировать их в промышленность. Биокомпозиты – перспективная и более экологичная замена стандартным материалам в автомобильной и аэрокосмической промышленности. Ожидается, что к 2028 году его производство достигнет 590 тыс. метрических тонн.
