Muovien kierrätyksessä paljon mahdollisuuksia

Tiimipäällikkö Maija Pohjakallio VTT:n luonnonvara- ja ympäristöratkaisut liiketoiminta-alueelta tähdentää, että muovien kierrätyksessä on paljon hyödyntämätöntä potentiaalia. Esimerkiksi termokemiallisessa kierrätyksessä jätteenlajittelu ja laatuvaatimukset eivät ole korkeat, mutta lopputuotteiden kirjo on suuri polttoaineista erikoiskemikaaleihin ja -materiaaleihin.

Myös bioteknologiset ja mikrobiologiset menetelmät tarjoavat useita reittejä muovien rakenteen kemialliseen hajottamiseen ja termoplastiset menetelmät kierrätetyn muovin laadun parantamiseen. Näiden teknologioiden kehitystyö on käynnissä Suomessa ja muissa Euroopassa maissa. Esimerkiksi Hollanti ja Ruotsi ovat panostaneet voimakkaasti kiertotalouteen.

− Tuloksia syntyy, kun visio on vahva, resurssit kunnossa ja erilaiset toimijat puhaltavat yhteen hiileen. Tarvitaan pitkäjänteistä panostusta, jotta uudet teknologiat saadaan tehokkaasti ja turvallisesti käyttöön. Suomella on uudessa muovitaloudessa paljon annettavaa, Pohjakallio vakuuttaa.

Kehitystyötä vauhdittaa se, että isot brändit ovat kiinnostuneet bio- ja jätepohjaisista raaka-aineista valmistetuista materiaaleista. Esimerkiksi Neste ja Ikea ovat yhdistäneet voimansa tavoitteenaan tulla johtaviksi toimijoiksi uusiutuvissa biopohjaisissa materiaaleissa ja muoveissa. Ne ovat uutisoineet, että biojätteistä ja -tähteistä tehdyn polypropeenimuovin koe-erät ovat jo valmistuneet.

Muovilla monia käyttökohteita

Muovit ovat monimuotoisia materiaaleja, joita käytetään eniten pakkauksiin. Euroopassa pakkausten osuus on noin 40 prosenttia muovien käytöstä. Muita suuria käyttökohteita ovat rakentaminen (20 %), autot (9 %) ja elektroniikka (6 %). Sähkö- ja elektroniikkajätteen tilavuudesta lähes kolmannes on muovia. Digitalisaatiokaan, tekoälyn kehittäminen mukaan lukien, ei ole mahdollista ilman elektroniikan muovikomponentteja.

Mitään yksittäistä käyttökohdetta ei voida sellaisenaan nostaa suurimmaksi ongelmaksi, sillä muovien käytön kestävyys on monen asian summa. Pohjakallion mukaan suurin haaste on, ettei kokonaisuus toimi optimaalisella tavalla: Muovien kierrätys ja uusiokäyttö eivät ole tehokasta, muoviroskia heitetään luontoon, ja mikromuovipäästöt ovat suuria.

− Saksalaistutkijat arvioivat viime vuonna julkaistussa tutkimuksessa¹, että noin 90 prosenttia maailman merien muovijätteestä on kulkeutunut kymmenestä suuresta joesta. Ne ovat Jangtse, Indus, Keltainenjoki, Haijoki, Niili, Ganges, Helmijoki, Amur, Niger ja Mekong, eli kahdeksan niistä virtaa Aasiassa ja kaksi Afrikassa, Pohjakallio kertoo.

Kehittyneet maat ovat avainasemassa muovisaasteen poistamisessa luonnosta, koska niillä on jo teknologiaa ja toimintamalleja, joita tarvittaisiin myös kehittyvissä maissa.

− Ihan ensimmäiseksi pitäisi globaalissa yhteistyössä kiinnittää huomiota siihen, että muoviroskia ei heitetä luontoon. Tässä koulutus, valistus, kansainväliset sopimukset ja kehittyvien maiden jätehuollon parantaminen ovat avainasemassa, Pohjakallio tiivistää.

Mikromuovien vaikutuksia ei tunneta

Muovit koostuvat pitkistä, ketjumaisista polymeereistä ja erilaisista lisäaineista. Polymeerejä käytetään myös esimerkiksi tekstiilikuitujen, kosmetiikan, liimojen ja maalien valmistukseen. Niin sanottu mikromuovijäte kattaa kaiken polymeereistä tulevan ”mikrohiukkasjätteen”, jota muodostuu useista erilaisista lähteistä. Mikromuovista puhutaan, kun polymeerihiukkasten koko on 0,001−5 millimetriä. Jos se on luokkaa 1−1 000 nanometriä, kyseessä on nanomuovi.

Öljypohjaiset polymeerit ovat melko uusia aineita, minkä vuoksi niiden pitkän aikavälin kierroista ja päästöistä ei ole kertynyt vielä riittävästi tietoa. Joistakin elintarvikkeista, esimerkiksi pullotetusta vedestä, on viime kuukausina mitattu mikromuovijäämiä.

− Nykyiset analyysimenetelmät ovat tehokkaita, mutta haasteita syntyy analyysitulosten tulkitsemisesta: miten suuri mittausarvo on merkittävä? Esimerkiksi yksi desilitra vettä sisältää noin 3 × 1024 kappaletta H2O-molekyylejä. Kuinka suuri lukumäärä polymeerihiukkasia tässä vesimolekyylien joukossa on sellainen määrä, että sillä on terveydellisiä vaikutuksia, Pohjakallio kysyy.

Hän perää systemaattista tutkimusta, jotta osataan hahmottaa metsä puilta ja tarttua olennaisiin asioihin mikromuoviongelman ratkaisemisessa.

− Mikromuovien vaikutuksesta nisäkkäisiin ei ole vielä juurikaan tietoa, mutta tutkimustyö on käynnissä ja laajenee. Pisimmällä ollaan kalojen ja muiden vesieläinten tutkimuksessa.

Muovin korvaajia luonnosta

Muovien käyttöä ja siihen liittyvien haasteiden taklaamista on linjattu EU:n muovistrategiassa sekä jätedirektiivien päivityksessä. Tämän vuoden aikana julkaistaan myös Suomen kansallinen muovien tiekartta. EU-tasolla luvassa on muun muassa muoveihin keskittyvä pitkän tähtäimen strateginen tutkimus- ja innovaatioagenda.

− Teknologiakehityksen osalta keskeistä on panostaa niin biopohjaisten innovaatioiden vauhdittamisen kuin tuotteiden ekosuunnitteluun ja muovien kierrätysteknologioiden kehittämiseen. Esimerkiksi pakkausmateriaalina voidaan käyttää fossiilisia tai biopohjaisia muoveja, komposiitti- eli yhdistelmämateriaaleja tai kuitumateriaaleja. Tavoitteena tulisi olla löytää optimaalisin materiaali kuhunkin käyttökohteeseen, Pohjakallio kertoo.

Kiertotalouteen perustuvassa muovitaloudessa materiaalikehittäjillä on keskeinen rooli. Luonnosta saatavia muovien ja niitä korvaavien materiaalien raaka-aineita ovat muun muassa tärkkelys, selluloosa, hiilidioksidi sekä erilaiset sokerit ja kasviöljyt.

− Mielenkiintoisia innovaatioita ovat esimerkiksi Welmu Internationalin ja VTT:n yhteistyönä kehittämä sellupohjainen kalvomateriaali, josta voidaan valmistaa tuorekelmua sekä Papticin patentoima teknologia, joka mahdollistaa uuden, muovinkaltaisia ominaisuuksia omaavan puukuitumateriaalin valmistuksen. Kiinnostava on myös VTT:n kehittämä, kompostoituva ja kevyt pakkausmateriaali, joka perustuu erilaisten selluloosakalvojen yhdistelyyn.

Materiaali sai alkuvuodesta Ellen MacArthur säätiön Circular Materials Challenge -innovaatiopalkinnon. Se soveltuu kuiville ja rasvaisille tuotteille kuten pähkinöille, muroille, kahville, mausteille ja rusinoille ja on kaupallistettavissa 3−5 vuoden sisällä.

¹ Schmidt, C. ym. 2017. Export of Plastic Debris by Rivers into the Sea, Environ. Sci. Technol. 51 (21), pp 12246–12253.

LISÄTIETOJA:
https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.est.7b02368
https://newplasticseconomy.org/innovation-prize