Gezien de klimaatcrisis en de wereldwijde plasticvervuiling geloven veel mensen dat het recyclen van materialen, in het bijzonder plastic, de oplossing is voor onze problemen. Recycling kan het gebruik van hulpbronnen verminderen, afval voorkomen en de CO₂ verminderen uitstoot. Het is een belangrijke hoeksteen van de circulaire economie. Maar hoewel sommige materialen relatief eenvoudig te recyclen zijn, brengt het recyclen van kunststoffen een complex conflict van doelstellingen met zich mee.

Het is vooral belangrijk om plastics op fossiele basis te recyclen in plaats van ze te verbranden (thermische recycling) of ze na eenmalig gebruik in het milieu te dumpen. In veel gemeenten in Zwitserland kunnen we ons plastic afval – of beter gezegd:ons gemengd huishoudelijk plastic – deponeren in een van de vele inzamelzakken voor plastic, zodat het vervolgens machinaal kan worden gesorteerd en gerecycled.

Het recyclingproces bereikt echter al snel zijn grenzen. Mechanische recycling is vanuit milieuoogpunt het meest nuttig als het gerecyclede materiaal zoveel mogelijk primair materiaal vervangt. Dit betekent dat de CO₂ de uitstoot door productie en verbranding kan worden vermeden en het plastic belandt niet op stortplaatsen of in het milieu. Maar voor de vervanging van nieuwe kunststoffen is gerecycled materiaal van hoge kwaliteit nodig – en dit is precies waar het probleem ligt.

Chemische stoffen kunnen het recyclingproces verstoren

Het is belangrijk om te beseffen dat we een grote verscheidenheid aan verschillende kunststoffen produceren en gebruiken. Ze bestaan ​​uit polymeerketens die zijn opgebouwd uit zich herhalende monomeereenheden en bevatten, afhankelijk van hun beoogde doel, veel extra chemicaliën, waaronder stabilisatoren, weekmakers en vlamvertragers, die de kunststoffen de nodige eigenschappen geven. In een rapport voor het VN-milieuprogramma hebben we tot 13.000 chemicaliën geïdentificeerd die in kunststoffen worden gebruikt. Veel van deze stoffen zijn potentieel schadelijk voor de menselijke gezondheid en het milieu. Niettemin zijn ze in sommige gevallen niet adequaat gereguleerd.

De enorme hoeveelheid kunststoffen en additieven verminderen vaak de kwaliteit van het gerecyclede materiaal en maken recycling in de praktijk moeilijk of onmogelijk. Als gevolg hiervan is het voor ons niet erg nuttig om steeds meer plastic afval in te zamelen als veel plastic producten niet kunnen worden vervaardigd uit het resulterende gerecyclede materiaal, maar alleen uit nieuwe materialen.

Een ernstiger probleem is dat duurzame plastic producten vaak additieven bevatten waarvan we nu weten dat ze schadelijk zijn voor de menselijke gezondheid en het milieu. Als de recycling van deze kunststoffen niet zorgvuldig wordt beheerd, kan dit ertoe leiden dat gereguleerde chemicaliën langer in omloop blijven, in plaats van uit de kringloop te worden verwijderd.

De keerzijde van onze kleurrijke plastic wereld

In tegenstelling tot bijvoorbeeld voedingsmiddelen hoeven fabrikanten van kunststoffen zelden hun formuleringen en ingrediënten aan te geven. Dit betekent dat we niet weten wat de meeste plastic producten bevatten en of ze veilig gerecycled kunnen worden. Dit is waar mijn onderzoek van pas komt. Als scheikundige probeer ik te identificeren waar kunststoffen van zijn gemaakt en of ze recyclebaar zijn.

Bijvoorbeeld als onderdeel van een onderzoek gepubliceerd in Environmental Science &Technology hebben we onlangs samen met collega's van andere Zwitserse universiteiten onderzoek gedaan naar kunststof vloerbedekkingen gemaakt van polyvinylchloride (PVC). PVC is een belangrijke kunststof in de bouwsector die vaak wordt gerecycled (recyclingpercentage:16%). In het onderzoek hebben we 151 nieuwe PVC-vloeren getest op zware metalen, weekmakers en andere chemicaliën. Alle geteste producten waren nieuw en gekocht in Zwitserland.

De resultaten van het onderzoek verrasten ons. In 24 van de nieuwe vloerbedekkingen (16%) troffen we schadelijke additieven aan die al lang verboden waren, zoals lood als stabilisator en de weekmaker DEHP, een orthoftalaat. Het gebruik van zowel lood als DEHP in nieuwe materialen werd in de EU en Zwitserland verboden vanwege gevaren voor de gezondheid. Dat deze stoffen nog steeds in nieuwe vloerbedekkingen voorkomen, is volgens ons hoogstwaarschijnlijk te wijten aan vervuild gerecycled PVC.

Nog eens 29% van de vloerbedekkingen bevatte andere orthoftalaten als weekmakers die nog steeds zijn toegestaan ​​voor gebruik, maar ook zorgwekkende stoffen zijn. Van sommige ftalaten wordt vermoed dat ze de hormoonhuishouding verstoren en kankerverwekkend zijn. Ze worden in verband gebracht met een grote verscheidenheid aan medische aandoeningen.

Er wordt al lang aangenomen dat PVC-vloeren een belangrijke bron van gevaarlijke chemicaliën in het interieur van gebouwen zijn, omdat er weekmakers vrijkomen. Desondanks weten we weinig over hun chemische samenstelling.

Hoe kunnen we dit probleem oplossen?

Dit voorbeeld laat zien hoe de grote verscheidenheid aan verschillende chemicaliën in kunststoffen en het gebrek aan transparantie daarover problemen veroorzaken voor de circulaire economie en mogelijk mensen en het milieu in gevaar brengen.

In de toekomst moeten we manieren vinden om PVC-vloermaterialen duurzaam te recyclen, zonder schade aan de menselijke gezondheid te veroorzaken. Dit vereist strengere controles en processen om schadelijke chemicaliën uit gerecyclede PVC-producten te verwijderen. Er zijn al praktische methoden ontwikkeld voor het detecteren van ftalaatweekmakers in kunststoffen en deze moeten in het recyclingsysteem worden geïntegreerd.

Maar voor andere chemicaliën beschikken we niet over snelle en eenvoudige detectiemethoden. In dit geval zijn snelle en eenvoudige analyses voor andere plasticsoorten en chemicaliën nodig en moeten vooral ook de productieprocessen worden aangepast.

Als we in de toekomst meer nieuwe materialen willen vervangen, hebben we gerecyclede materialen van hogere kwaliteit nodig. In de praktijk betekent dit vooral een vermindering van het aantal verschillende gebruikte kunststoffen en chemicaliën, een meer gestandaardiseerde benadering van materiaalontwerp waarbij vanaf het begin rekening wordt gehouden met recycling en een grotere transparantie in de toeleveringsketen.

Meer informatie: Helene Wiesinger et al., Oude en opkomende weekmakers en stabilisatoren in PVC-vloeren en implicaties voor recycling, Milieuwetenschappen en -technologie (2024). DOI:10.1021/acs.est.3c04851

Journaalinformatie: Milieuwetenschappen en -technologie

Aangeboden door ETH Zürich