Waarom is de wereld het verbruik van plastic materialen blijven verhogen, terwijl tegelijkertijd, de bezorgdheid over het milieu en de menselijke gezondheid over het gebruik ervan is toegenomen?

Eén antwoord is dat ze enorm nuttig zijn voor de mensheid, en ondanks de problemen die ze veroorzaken, ze hebben talloze voordelen opgeleverd. Ze worden gebruikt om lichtere auto's en vliegtuigen te bouwen, brandstofefficiëntie te verbeteren en de uitstoot van broeikasgassen te verminderen. Plastic voedselverpakkingen hebben voedselbederf drastisch verminderd, het verbeteren van de menselijke gezondheid en het verminderen van de emissies die gepaard gaan met het transport en de afbraak van afval. Naast al deze voordelen, een ander vaak genoemd voordeel is dat kunststoffen recyclebaar zijn.

Bij UMass Lowell, waar ik woon, wij stellen dat 'recycleerbaar' duidelijk moet worden onderscheiden van 'gerecycleerd'. Helaas, de samenleving heeft nog een lange weg te gaan voordat we kunststofrecycling tot een succes kunnen verklaren.

Mijn groep werkt al acht jaar aan duurzaamheid van kunststof materialen voor uiteenlopende toepassingen. We bestuderen plantaardige en biologisch afbreekbare polymeren, verbeterde technologieën voor het recyclen van kunststoffen en het verminderen van de toxiciteit van kunststoffen. Polymeren (organische moleculen met een lange keten) zijn fascinerende materialen, en ze hebben de samenleving zoveel voordelen opgeleverd; echter, naarmate de bevolking en de consumptie toenemen, mensen moeten zich altijd bewust zijn van onze relatie met de aarde. Het is mijn doel als onderzoeker, opvoeder en burger om de technische hulpmiddelen te gebruiken voor de productie en het gebruik van milieuvriendelijke kunststoffen.

De infrastructuur voor het recyclen van plastic is gebrekkig

Polymeren zijn grote moleculen die zijn opgebouwd uit vele zich herhalende eenheden. Ze vertonen diverse mechanische, thermische en chemische eigenschappen waardoor ze geschikt zijn voor een breed scala aan toepassingen. Ze worden "kunststoffen" genoemd omdat ze in theorie meerdere keren kunnen worden omgevormd tot nieuwe producten - dat wil zeggen, ze zijn recyclebaar. In praktijk, helaas, het omsmelten en vormen van nieuwe verpakkingen verslechtert vaak de eigenschappen van deze gerecyclede producten, omdat ze besmet zijn met onzuiverheden uit voedsel, etiketten en andere materialen.

Met de invoering van boetes voor zwerfvuil en het vergroten van het milieubewustzijn, de fractie van het afval dat Amerikanen recyclen, nam vanaf de jaren zeventig gestaag toe. In de afgelopen decennia, echter, recyclingpercentages zijn tot stilstand gekomen als gevolg van beperkte technologische en logistieke opties voor de materialen die worden ingezameld op woon- en industriële locaties. Vandaag, chemische en polymeerbedrijven zijn experts geworden in het maken van nieuwe plastic producten die duurzaam en goedkoop zijn. Aangezien dit nieuwe "virgin" plastic goedkoop is, er is weinig reden om de gerecyclede versies te gebruiken als de eigenschappen op enigerlei wijze worden aangetast. Het verbeteren van de recyclingprestaties is afhankelijk van verschillende complexe factoren.

De sleutel tot het recyclen van kunststoffen:mensen

De eerste en belangrijkste variabele is dat mensen moeten participeren. In het algemeen, Amerikanen tonen een sterke toewijding aan het gebruik van prullenbakken - wanneer ze beschikbaar worden gesteld. Maar veel te veel grote evenementencentra en puntbronnen van plastic afval geven geen prioriteit aan het inzamelen van recyclebare artikelen. Verder, het publiek is in de war over welke plasticsoorten in de prullenbak kunnen en moeten belanden.

Complexe kunststofproducten zoals meerlaagse folie en elektronicabehuizingen zijn moeilijker te recyclen. En de huidige trends suggereren dat fabrikanten overstappen op complexere materialen. Helder, veelkleurige ontwerpen eindigen als een saaie bruine kleur wanneer de verschillende verpakkingen worden omgesmolten. Geavanceerde functionaliteit zoals embedded elektronica, zuurstofbarrièrelagen en andere opwindende technologieën hebben het ongelukkige nadeel dat ze de verpakkingswaarde in een gerecyclede stroom verlagen, omdat scheidingen moeilijk en kostbaar zijn.

Ook de technologie om verschillende soorten plastic te sorteren blijft achter. De kwaliteit van een gerecycled plastic hangt af van de zuiverheid ervan. Het moet worden ontsmet van voedselverspilling, etiketten en andere soorten polymeer voordat het wordt omgesmolten en doorverkocht aan een productmaker. Hoewel er enkele geautomatiseerde technologieën bestaan, een groot deel van de sortering gebeurt nog steeds met de hand en de resultaten zijn op zijn best onvolmaakt.

Zodra de industrie hoogwaardig gerecycled plastic eist, dan zullen herverwerkers het vertrouwen hebben om een ​​consistente stroom te produceren ter vervanging van een deel of al het nieuwe materiaal dat ze in hun producten gebruiken. De industrie moet de maatstaven waarmee de kwaliteit van recyclestromen wordt gemeten, standaardiseren.

Dit wensenlijstje voor het verbeteren van de recyclinginfrastructuur lijkt misschien onoverkomelijk, maar publiek-private consortia zoals het REMADE-instituut verzamelen belanghebbenden uit de industrie, universitaire onderzoekers en nationale laboratoria om de uitdaging aan te gaan.

Een dringende oproep tot actie

In juli 2017, China heeft aangekondigd te stoppen met het accepteren van de invoer van bepaalde afvalklassen die afkomstig zijn uit de gerecyclede stromen in andere delen van de wereld. Deze omvatten verontreinigde balen van gemengde kunststoffen en vormen die moeilijk opnieuw te verwerken zijn. Dit heeft ertoe geleid dat er stapels afvalplastic op laadperrons liggen bij gemeentelijke recyclingfaciliteiten in de VS. Canada en Europa.

Tegelijkertijd, de publieke verontwaardiging over het probleem van plasticvervuiling groeit. Van de recente pogingen om de Great Pacific Garbage Patch op te ruimen tot het virale beeld van een schildpad met een rietje in zijn neus dat leidde tot wijdverbreide afwijzing van rietjes, het publiek is zich steeds meer bewust van en vraagt ​​om oplossingen voor het probleem.

Hoe gaan we verder?

De Ellen MacArthur Foundation is een in het Verenigd Koninkrijk gevestigde liefdadigheidsorganisatie die zich richt op milieukwesties. De stichting pleit voor een circulaire economie om te werken aan een nieuwe plastic economie. Ze werken samen met het bedrijfsleven, overheid en de academische wereld om de manier waarop mensen consumeren te veranderen. Momenteel ondersteunt de wegwerpcultuur van de samenleving een lineaire economie waarin artikelen, vooral kunststoffen, worden eenmalig gebruikt en weggegooid. In een circulaire economie, kunststoffen zouden worden ontworpen, zodanig zijn vervaardigd en verzameld dat ze gemakkelijk kunnen worden afgebroken, gescheiden en gerecycled. Als voorbeeld, een doordacht ontworpen mobiele telefoon kan worden opgedeeld in plastic, elektronica, glas en andere componenten, en elke stroom kan dan voor de tweede keer worden gerecycled tot iets van dezelfde hoge kwaliteit - vandaar de uitdrukking 'circulaire economie'.

Het concept introduceert een drieledige aanpak om onnodige plastics die we consumeren te elimineren, innoveren van nieuwe verpakkingsontwerpen die gemakkelijker kunnen worden gerecycled of hergebruikt, en meer van het plastic dat we gebruiken opnieuw te laten circuleren door middel van geschikte omleidings- en opwerkingsstrategieën.

De tijd is rijp voor innovatie, maar academici, regelgevende instanties en belanghebbenden uit meerdere punten in de waardeketen moeten samenwerken. De afdeling Plastics Engineering hier bij UMass Lowell staat klaar om de uitdaging aan te gaan. We werken aan nieuwe biologisch afbreekbare polymeerrecepten en nieuwe processen voor het recyclen van kunststoffen. We delen onze bevindingen met het publiek, samenwerken met toonaangevende partners in de sector en het opleiden van de volgende generatie kunststofingenieurs, zodat zij leiders van verandering kunnen zijn.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.