Проблемы биоразлагаемых пластиков

В нашей стране ежегодно образуются около 160 млн. м3 твердых бытовых отходов, половину которых составляют материалы из пластика. Из них 97% пластиков сжигаются или вывозятся на полигоны и только 3% идут на переработку [1]. В некоторой степени проблема решается утилизацией скоплений отходов на свалках, однако сжигание и пиролиз пластиков дают незначительный эффект в плане улучшения экологической обстановки. Более экологичной считается повторная переработка, но рециклинг требует значительные трудовые и энергетические затраты: отбор пластиков из мусора, разделение их по видам, мойка, сушка, измельчение и только затем переработка. Кроме того, остро стоит вопрос допустимой кратности рециклинга, после чего вновь придется прибегать к захоронению.

Между тем в последние несколько лет наблюдается интерес к биодеградирующим полимерам в связи с неуклонным уменьшением мировых запасов нефти и газа. Возобновляемое растительное сырье могло бы стать решением проблемы [5]. Термин биодеградирующие полимеры или по-другому биоразлагаемые пластики включает в себя широкий ряд полимеров, которые ускоренно разлагаются в природной среде на безвредные компоненты. Традиционные и биоразлагаемые пластики по основным своим свойствам похожи, однако имеют различные технические характеристики и возможности применения благодаря особой химической структуре биоразлагаемых полимеров [2]. Основная идея биоразлагаемых пластиков в том, чтобы повторить природные «циклы развития». В производстве биопластиков используются вещества, которые образуются в растениях в процессе фотосинтеза, то есть обновляемые ресурсы. После окончания цикла использования такие полимеры могут быть преобразованы в компост и переработаны с помощью организмов-деструкторов или других природных факторов в начальные вещества – Н2О и CO2.

Однако производство биопластиков требует значительные с/х площади и ресурсы для выращивания сырья, пищевые компоненты природных экосистем, которые можно было бы использовать для корма животных или для человека. Большинство биоразлагаемых материалов изготавливается из растительного сырья: от картофеля, пшеницы, бобовых, подсолнечника, сахарной свеклы до древесины тополя и осины. В настоящее время используются такие природные полимеры, как целлюлоза, натуральный каучук, полисахариды, полипептиды, хитин, эпоксидированные масла, лигнин, поллулан, сложные полиэфиры и другие. Большой инте- рес вызывает крахмал как относительно гируют из картофеля, пшеницы, кукурузы, недорогое по цене сырье, который экстра- риса.

Рис. 1. Производство и разложение биопластика [3]

Рис. 2. Схема производства полимеров из растений [6]

В настоящее время существует четыре основных направления в разработке биоразлагаемых пластиков:

• -    селекция специальных штаммов микроорганизмов, способных осуществлять деструкцию полимеров;

• -    полиэфиры гидроксикарбоновых кислот;

• -    придание промышленным биополимерам свойств биодеградации;

• -    пластические массы на основе воспроизводимого природного сырья.

Производство биополимеров в Российской Федерацией не является заметным направлением. Основные тому причины: ограниченная платежеспособность как предприятий, так и конечных потребителей (неготовность платить за уникальную, экологически чистую, но дорогую упаковку), недостаточное внимание к экологическим проблемам со стороны законодательных властей и неготовность вкладывать в развитие новых технологий производства полимерных материалов.

Но некоторых областях биополимеры действительно необходимы, что Россия и осуществляет. В ближайшем будущем в

Калининградской области ожидается запуск первых мощностей предприятия, на котором будет осуществляться ректификация молочной кислоты и производство на ее основе биополимеров. В проекте – экологически безопасные антигололедные реагенты и биокомпозиты. В Республике Башкортостан также планируется запустить предприятие по выпуску биополимеров «Башкирский биополимер», на котором с помощью современных биотехнологий будут производить биоразлагаемый пластик [7].

Таким образом, следует подчеркнуть, что проблема производства биопластиков требует дальнейшего изучения, потому что для производства необходимы значительные экономические и финансовые затраты, пищевые компоненты природных экосистем, которые можно было бы использовать для корма животных или для человека. Производство биопластиков только развивается, а проблему «полимерного мусора» следует решать очень быстро, поэтому стоит рассмотреть другие пути решения.