Изучение способности полимерных материалов к биодеградации в естественной природной среде

Русских Е.М., Моторина В.О., Ильина В.В.

Санкт-Петербург, СПбГУКиТ, l.e.e.n.a@mail.ru

Аннотация

В статье рассмотрены вопросы перехода на биоразлагаемые полимеры, в качестве альтернативы традиционному пластику. Приведены результаты исследований деградации биоразлагаемой упаковки в естественной природной среде.

Ключевые слова: биоразлагаемая упаковка, полимеры, полимерные отходы.

Объем производства полимерных материалов в последние годы быстро возрастает. Обладая уникальными свойствами и относительно низкой ценой, они безраздельно господствуют практически во всех сферах человеческой жизни. Вместе с тем, пластмассы имеют два принципиальных недостатка. Во-первых, подавляющее большинство пластиков производится из невозобновляемого углеводородного сырья, запасы которого ограничены. Во-вторых, они практически не разлагаются в природе: экспертами прогнозируется, что срок полного разложения в естественных условиях некоторых полимеров может достигать 300 и более лет. Вследствие чего, объем полимерного мусора с годами будет только увеличиваться. Кроме того, в контактирующие с пластиком среды (воздух, вода, почва) будут выделяться выделяются вредные химические вещества (стирол, формальдегид, фенол) [4].

Актуальность работы. Одним из способов решения проблем утилизации традиционного пластика является создание биодеградируемых материалов. Согласно ГОСТ Р 54530–2011 [1], биоразложение (биодеградация) в общем случае представляет собой распад какого-либо вещества в результате жизнедеятельности микроорганизмов.

Основополагающая идея получения биоразлагаемых пластиков - повтор природных циклов развития. При полном переходе на биополимеры из возобновляемого сырья отслужившие свой срок упаковочные и другие материалы будут перерабатываться почвой и растениями, замыкая природный углеродный цикл. Следовательно, решается сразу целый ряд проблем: проблема повышенного выброса углекислого газа в атмосферу, проблема токсичных отходов производства и твердых бытовых отходов, а также проблема ограниченности нефтяных и газовых месторождений [5].

Данная работа была проведена с целью изучения механизма разложения биополимерных материалов.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

• Исследовать различные способы получения биополимеров;

• Провести исследование способности к биологическому разложению промышленных образцов полимеров;

• Получить и исследовать биоразлагаемую пленку в лабораторных условиях.

Объектами исследования являлись различные образцы промышленных полиэтиленовых пленок, переработанных в пакеты, заявленные производителем как биоразлагаемые.

Предметом исследования являлось изучение способности выбранных полимерных материалов к биодеградации в естественной природной среде.

Примененный метод исследования: полуэмпирический, разработанный на основе ГОСТ Р 54530–2011 «Ресурсосбережение. Упаковка. Требования, критерии и схема утилизации упаковки посредством компостирования и биологического разложения».

Аппаратура: аналитические электронные весы LEKI B2104 ("MEDIORA OY", Финляндия).

Методика проведения эксперимента:

1) Исследование на биоразлагаемость пластиковых пакетов

Методика исследований проведена согласно ГОСТ Р 54530–2011. Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к европейскому стандарту ЕН 13432:2000 «Упаковка. Требования к упаковке, способной к утилизации посредством компостирования и биодеградации». Схема испытаний и критерии оценки для окончательной приемки упаковки» на основе аутентичного перевода на русский язык.

Для эксперимента использованы пластиковые пакеты 4 торговых марок и одноразовая посуда, заявленные производителем как биоразлагаемые. Информация представлена в таблице 1.

Таблица 1.