Biodegradabilní plasty budí pozornost Evropské komise

SAPEA (Science Advice for Policy by European Academies) je součástí vědeckého poradního mechanismu Evropské komise SAM (Scientific Advice Mechanism). Provádí nezávislé poradenství a vědecké expertizy sloužící pro rozhodovací procesy v Evropské komisi. SAPEA zastřešuje a koordinuje síť evropských akademií, jejíž součástí je Evropská rada pro aplikované vědy a inženýrství Euro-CASE (European Council of Applied Sciences and Engineering). Členem Euro-CASE je i Inženýrská akademie ČR. Studie o biodegradabilních (biologicky rozložitelných) plastech byla na konci roku 2020 publikována konsorciem SAPEA jako jeden z výstupů širšího programu SAM, zaměřeného na vědecké poradenství pro politiku Evropských akademií. Před oficiálním vydáním byla publikace zaslána ke konečným připomínkám rovněž Inženýrské akademii ČR.

Projekt o biodegradabilitě plastů byl iniciován komisaři Evropské unie pro životní prostředí a pro vědu a výzkum. I když biodegradabilní plasty tvoří prozatím jen malý podíl z celosvětové výroby plastů (řádově desetiny %), začínají hrát důležitou roli v programu likvidace plastových odpadů vyskytujících se ve volné přírodě. Efektivita účinku biodegradabilních plastů závisí nejen na jejich struktuře, ale zejména na kinetice biologického rozkladu, závislé rovněž na teplotě a lokálním charakteru prostředí, v němž se plastové odpady nacházejí. V úvahu je nutné brát i vybalancování provozní životnosti a inkubační doby rozkladu plastu. Důležitým faktorem je proces rozpadu makroplastů na mikroplasty, jak dokládá publikace „A Scientific Perspective on Microplastics in Nature and Society“, SAPEA, Brusel 2019. Mnohé plasty, které jsou označované jako biodegradabilní a doporučované pro určité aplikace, nejsou důsledně zkoušeny na biodegradabilitu, a to dokonce ani v prostředí, pro něž jsou určeny. Chybějí odpovídající normy, specifikace, certifikační postupy. Nesprávná označení materiálů mohou být zavádějící a vést k chybnému přístupu k jejich použití.

Předmětem studie SAPEA bylo zpracování vědecky podloženého názoru na funkci biodegradabilních plastů ve volné přírodě. Jejím hlavním cílem bylo připravit pro Evropskou komisi hodnověrné argumenty, které mohou sloužit k tvorbě politiky pro efektivní využití managementu biodegradabilních plastů, a to v souladu s principy oběhového hospodářství. Budoucí opatření mají zajistit, aby se biodegradabilní plasty staly součástí odpadové hierarchie, aniž by byly považovány pouze za samostatnou alternativu. Jako podklad k nim sloužilo zodpovězení tří základních otázek:

1. Jak mohou být definovány biodegradabilní plasty a s jejich funkcí související jevy a pojmy?

2. Jaké aplikace mohou být doporučeny ve srovnání se současnými komerčními plasty?

3. Jaké vlastnosti biodegradabilních plastů hrají roli při jejich výskytu ve volné přírodě?

Organizace SAPEA vytvořila jedenáctičlennou interdisciplinární pracovní skupinu, složenou z vybraných odborníků z několika evropských zemí. Členové pracovní skupiny reprezentovali širokou škálu disciplín požadovaných pro vytvoření komplexního pohledu na roli biodegradabilních plastů v udržitelném budoucím vývoji přírodního prostředí. Zastoupené obory zahrnovaly materiálové vědy, chemii, mikrobiologii, životní prostředí, management, sociální vědy, ekonomii, a dokonce i psychologii. Na tvorbě obsáhlé studie (230 stran) se podílela více než šedesátičlenná skupina pracovníků. Patří k nim samotná organizace SAPEA jako nositel studijního projektu, dále koordinační skupina SAM, zástupci Evropské komise (SAM Unit a DG Environment), přizvaní účastníci expertního workshopu v Bruselu, zástupci univerzit z Evropy i z Kanady a rovněž i tým posuzovatelů. Po stránce vědecké, názorové i organizační tak byla studie zabezpečena na mimořádně vysoké úrovni.

Studie definovala rámec podmínek, za jakých se biodegradabilní plasty mohou stát součástí životního cyklu plastových výrobků a jak mohou ovlivňovat přírodní prostředí. Bylo shromážděno velké množství vědecké a odborné literatury, studie obsahuje okolo 500 literárních odkazů.

Komplexně zpracovaná závěrečná zpráva má následující části:

• obecné informace a definice sloužící veřejnosti k pochopení procesu biodegradace plastů v přírodním prostředí;
• v  další kapitole se studie zabývá specifickými aplikacemi biodegradabilních plastů s ohledem na jejich funkci v přírodním prostředí;
• popis problematiky zkoušení, normalizační činnosti a certifikačních postupů;
• analýza rizik a dopadů použití biodegradabilních plastů v přírodním prostředí a  průběhu degradačních procesů v odlišných přírodních podmínkách;
• nakonec jsou řešeny sociální aspekty vnímání biodegradabilních plastů, podpora jejich vhodných aplikací, managementu a začlenění do systému odpadového hospodářství.

Po materiálové stránce se studie zaměřila na nejvýznamnější biodegradabilní polymery s výhledem na jejich možné praktické uplatnění. Jde zejména o polymery na bázi polyesterů, jako jsou polybutylenadipáttereftalát (PBAT), polybutylen sukcinát (PBS), polybutylen sukcinát adipát (PBSA), polyhydroxyalkanoát (PHA), polyhydroxybutyrát (PHB), dále polykaprolakton (PCL) a kyselina polymléčná (PLA). Z uvedených polymerů je nejznámější kyselina polymléčná. Polymer je vhodný pro zpracování konvenčními plastikářskými technologiemi a svými vlastnostmi dobře vyhovuje požadavkům na 3D tisk. Jeho mechanické vlastnosti jsou srovnatelné s konvenčními plasty.

Pro zajímavost – historie PLA sahá do roku 1920, kdy ji objevil Američan W.H. Carothers, pracovně úzce spjatý s firmou DuPont. V roce 1932 tento vědec přivedl na svět syntetický kaučuk polychloropren (obchodní název Neopren) a v roce 1935 polyamid 6,6 (obchodní název Nylon). Až v roce 1989 jiný Američan, Patrick Gruber, vynalezl technologický proces výroby PLA, založený na využití obnovitelného zdroje (kukuřice).

Studie SAPEA je zaměřena na problematiku biodegradabilních plastů bez ohledu na to, zda jsou vyrobeny z biologických nebo fosilních zdrojů. Soustřeďuje se výhradně na působení biodegradabilních plastů ve vnějším přírodním prostředí, nezabývá se cíleně řízenými odpadovými systémy, jako jsou např. komposty.

Dlouhodobá stabilita struktury a vlastností plastů vede ke kumulaci znečištění plastovými odpady v otevřeném přírodním prostředí. Veřejnost a mediální zdroje situaci pojímají v poslední době jako velmi znepokojivou a pouhý pojem „plast“ u nich vyvolává nepříznivé reakce.

Přístup lidstva k plastům je značně kontroverzní. V globálním měřítku lidstvo s povděkem využívá výhodných vlastností plastových výrobků, protože mu z řady důvodů zpříjemňují život. Naproti tomu lidstvo svým nešetrným chováním viditelně znečišťuje přírodní prostředí plastovými odpady, což ale samo odmítá a proti plastům bojuje.

Zásadní otázkou je, jaké okruhy aplikací biodegradabilních plastů mohou být považovány za prokazatelně prospěšné přírodnímu prostředí. Zaznívající kritika plastů je zaměřena zejména na výrobky jednorázového nebo krátkodobého použití. Naproti tomu je nutné je odlišovat od těch plastových výrobků, které pomáhají lidstvu rozvíjet a inovovat technické obory. Ty se do přírodního prostředí dostávají jen v zanedbatelné míře.

Teoreticky vzato, za předpokladu zodpovědného chování lidstva, dokonalého sběru a třídění plastových odpadů a maximálního využívání recyklačních technologií by pro udržitelnost čistoty přírodního prostředí nebylo biodegradabilních plastů zapotřebí. Pro blízkou budoucnost jsou však řešením, jak znečištění přírody alespoň omezovat. Studie SAPEA o biodegradabilních plastech je svým obsahem, závěry a doporučeními odůvodněnou politickou výzvou k boji proti globálnímu znečišťování přírodního prostředí.