FAKULTETA ZA POMORSTVO IN PROMET
DIPLOMSKA NALOGA
Vzroki in posledice neustreznega ravnanja s plastičnimi odpadki
Denis Kogoj
Portorož, julij 2021
FAKULTETA ZA POMORSTVO IN PROMET
DIPLOMSKA NALOGA
Denis Kogoj
Vzroki in posledice neustreznega ravnanja s plastičnimi odpadki
Portorož, julij 2021
FAKULTETA ZA POMORSTVO IN PROMET
DIPLOMSKA NALOGA
Vzroki in posledice neustreznega ravnanja s plastičnimi odpadki
Mentor: izr. prof. dr. Oliver Bajt Študent: Denis Kogoj
Jezikovni pregled: prof. Senija Smajlagič Vpisna številka: 09160019
Študijski program: visokošolski strokovni študijski program prve stopnje Smer študija: Prometna tehnologija in transportna logistika
Portorož, julij 2021
Na podlagi Pravil Fakultete za pomorstvo in promet Univerze v Ljubljani je Komisija za študijske zadeve na svoji 11. korespondenčni seji z dne 01.06.2020 sprejela naslednji
SKLEP štev. 2.1
Študent/-ka Denis Kogoj (1997) prevzame temo diplomske naloge z naslovom
VZROKI IN POSLEDICE NEUSTREZNEGA RAVNANJA S PLASTIČNIMI ODPADKI (CAUSES AND CONSEQUENCES OF IMPROPER HANDLING OF PLASTIC WASTE) Program: PTTL-VSS, 1.stopnja (redni)
Mentor/-ica: izr. prof. dr. Oliver Bajt
Obrazložitev:
Rok za izdelavo diplomske naloge je tri leta od dneva prejema pisnega sklepa o potrditvi prijavljene teme diplomske naloge in mentorja/-ice (somentor/-ice) oziroma do 01.06.2023.
Če študent/-ka ne izdela diplomske naloge v predvidenem roku, mora diplomsko delo na novo prijaviti.
Študent/-ka mora z izdelavo diplomske naloge dokazati, da samostojno in s pomočjo literature ter mentorja zmore zgoščeno, sistematično in jezikovno brezhibno obdelati in prikazati pojave in zakonitosti ter že objavljene znanstvene in strokovne ugotovitve s področja problematike diplomske naloge.
Diplomska naloga mora biti izdelana v skladu z Navodili za oblikovanje diplomski, specialističnih, magistrskih in doktorskih del, ki jih sprejme senat fakultete. V navodilu se upošteva specifičnost posameznih področij in kateder.
Študent/-ka pripravlja diplomsko nalogo pod vodstvom mentorja.
Študent/-ka mora dostaviti diplomsko delo skladno s poslovnikom zagovorov diplomskih nalog.
Pravni pouk: Zoper sklep ima kandidat/-ka pravico do ugovora v 8 dneh od vročitve na Senat UL FPP. Ugovor je treba vložiti v dveh izvodih. Šteje se, da je ugovor pravočasen, če je oddan na pošto priporočeno zadnji dan roka za ugovor.
doc. dr. Franc Dimc prodekan za študijske zadeve
I
PREDGOVOR
Sintetični polimeri, splošno znani kot plastika, so v današnjem svetu tako razširjeni materiali, da so postali sestavni del našega življenja.
Po drugi svetovni vojni je razvoj polimernih materialov eksponentno rastel, tako da danes poznamo okoli sto vrst različnih polimerov, ki se uporabljajo za izdelavo embalaže, obutve, oblačil, delov vozil, izdelkov široke potrošnje, gradbenih in medicinskih izdelkov. Kateri so torej razlogi, da je plastika tako razširjen in uporaben material? Večino polimerov pridobivamo iz nafte, dostopne in cenovno ugodne surovine. Za polimerizacijo je potrebno manj energije in nižje temperature v primerjavi z obdelavo kovin ali stekla. Tehnološki razvoj je privedel do tega, da v plastični industriji lahko z različnimi aditivi dosežejo, da je plastika nelomljiva in prožna, prozorna ali barvna, lahka in trdna, odporna na toploto, vremenske vplive itd., zato je lahko plastika nadomestila veliko ostalih materialov predvsem pri embalaži. Prav embalaža, predvsem tista za enkratno uporabo, predstavlja velik ekološki problem. Desetletja neustreznega ravnanja s plastičnimi odpadki ter povečana proizvodnja in potrošnja so privedli do tega, da danes najdemo plastične odpadke na vseh kontinentih, v morjih in oceanih.
Prepričanja, da je plastika neškodljiva, se v zadnjih desetletjih spreminjajo, saj plastika v okolju razpada na majhne delce, ki jih lahko zaužijejo živali in ljudje. Neprekinjena vsakodnevna interakcija s plastičnimi predmeti povzroča oralno, dermalno in inhalacijsko izpostavljenost kemičnim komponentam v plastiki, kar lahko vpliva na zdravje ljudi.
Ugotavljamo, da že veliko držav sprejema in izvaja ukrepe za zmanjševanje količine odpadne plastike na odlagališčih in okolju. Vendar je veliko odvisno od proizvajalcev in ozaveščenosti potrošnikov, da plastika ni vzrok onesnaženja okolja, ampak posledica našega ravnanja s plastičnimi odpadki.
II
KAZALO
1 UVOD ... 1
2 PLASTIKA IN NJENE ZNAČILNOSTI ... 3
2.1 Vrste plastike ... 6
2.2 Dodatki v plastiki ... 10
2.3 Mikroplastika ... 11
2.4 Plastična embalaža ... 13
2.4.1 Označevanje plastične embalaže ... 13
2.5 Bioplastika ... 14
3 ONESNAŽEVANJE OKOLJA S PLASTIKO ... 18
3.1 Vpliv plastičnih odpadkov na okolje ... 20
3.1.1 Plastični odpadki v morjih in oceanih ... 20
3.1.2 Vpliv plastičnih odpadkov na morske organizme ... 24
3.1.3 Onesnaževanje tal s plastiko ... 26
3.2 Mikroplastika in vpliv na zdravje ljudi ... 27
3.2.1 Toksičnost mikroplastičnih delcev na celice in tkiva... 30
4 UKREPI ZA ZMANJŠANJE KOLIČINE PLASTIČNIH ODPADKOV ... 31
4.1 Recikliranje plastičnih odpadkov ... 34
4.2 Sežiganje plastičnih odpadkov ... 36
4.3 Evropska strategija za plastiko ... 38
4.3.1 Biološko razgradljiva plastika kot rešitev ... 41
4.3.2 Omejitev plastičnih nosilnih vrečk in izdelkov za enkratno uporabo. ... 42
4.4 Ravnanje z odpadno embalažo v Sloveniji ... 43
5 ANALIZA IN REZULTATI RAZISKAVE O OZAVEŠČENOSTI LJUDI GLEDE PROBLEMA IN ŠKODLJIVOSTI PLASTIČNIH ODPADKOV ... 45
ZAKLJUČEK ... 54
VIRI ... 56
SEZNAM TABEL ... 62
SEZNAM SLIK ... 62
PRILOGE ... 63 IZJAVA ...
III
POVZETEK
V diplomski nalogi z naslovom Vzroki in posledice neustreznega ravnanja s plastičnimi odpadki je obravnavan problem onesnaževanja okolja s plastiko. V uvodu je predstavljen problem in namen diplomske naloge. Naslednje poglavje vsebuje značilnosti plastike ter njene prednosti in slabosti. Opisane so nekatere najbolj razširjene in uporabne vrste sintetičnih polimerov, dodatki v plastiki in mikroplastika. Predstavljena je tudi plastična embalaža in vrste bioplastike. Tretje poglavje opisuje posledice onesnaževanja okolja s plastiko.
Predstavljene so posledice sežiganja odpadne plastike. Podrobno so opisane težave, ki jih povzročajo plastični odpadki v okolju in njihova škodljivost za organizme v morjih in oceanih. Posebno podpoglavje je namenjeno prisotnosti mikroplastike in nanoplastike v hrani, vodi in zraku, ki lahko vpliva na zdravje ljudi. Četrto poglavje vsebuje ukrepe in strategije za zmanjševanje količine plastičnih odpadkov, kot so recikliranje, ločevanje odpadkov, sežiganje in uporaba biološko razgradljive plastike. Posebej je predstavljena Evropska strategija za plastiko. Zadnje poglavje je namenjeno analizi in ugotovitvam raziskave o ozaveščenosti ljudi glede problema plastičnih odpadkov in škodljivosti plastike.
Glede na preučeno literaturo so vzroki za dosedanje onesnaženje okolja v desetletjih nepremišljenega ravnanja s plastičnimi odpadki, neustreznem upravljanju na odlagališčih, povečani proizvodnji in raznolikosti plastičnih izdelkov, prenizkem recikliranju, neustreznem ločevanju in odlaganju plastičnih odpadkov. Posledice so vidne v globalnem onesnaženju okolja s plastičnimi odpadki in mikroplastiko, ki predstavljata tveganje za zdravje različnih živali in tudi ljudi. Ukrepi na ravni EU so usmerjeni v ponovno uporabo in recikliranje odpadne plastike, inovativne rešitve in učinkovitejše ozaveščanje javnosti. Rezultati opravljene raziskave kažejo, da je ozaveščenost ljudi o pomenu ločenega zbiranja odpadkov nizka. Osebe, vključene v raziskavo, neustrezno ločujejo plastične odpadke in embalažo.
Zavedajo se škodljivosti plastike in menijo, da bi plastično embalažo morala zamenjati biorazgradljiva embalaža. Pripravljeni so se odpovedati izdelkom iz plastike tudi za ceno lastnega udobja.
Ključne besede: plastični odpadki, onesnaževanje okolja, mikroplastika, aditivi, recikliranje, biološko razgradljiva plastika, ločevanje odpadkov.
IV
SUMMARY
The diploma thesis entitled Causes and Consequences of Improper Management of Plastic Waste deals with the problem of environmental pollution with plastic. The introduction presents the problem and purpose of the diploma thesis. The next section contains the characteristics of plastic and its advantages and disadvantages. Some of the most common and useful types of synthetic polymers, plastic additives and microplastics are described. Plastic packaging and types of bioplastics are also presented. The third chapter describes the consequences of environmental pollution with plastic. The consequences of incineration of waste plastics are presented. The problems caused by plastic waste in the environment and their harmfulness to organisms in the seas and oceans are described in detail. A special subsection is devoted to the presence of microplastics and nanoplastics in food, water and air, which can affect human health. Chapter 4 contains measures and strategies to reduce the amount of plastic waste, such as recycling, waste separation, incineration and the use of biodegradable plastics. The European Plastics Strategy is presented in particular. The last chapter is devoted to the analysis and findings of a research on people's awareness of the problem of plastic waste and the harmfulness of plastic.
According to the studied literature, the causes of environmental pollution are decades of reckless plastic waste management, inadequate landfill management, increased production and diversity of plastic products, under-recycling, inadequate separation and disposal of plastic waste. The consequences are visible in the global pollution of the environment with plastic waste and microplastics, which pose a risk to the health of various animals as well as humans. Action at EU level is aimed at reusing and recycling plastic waste, innovative solutions and raising public awareness. The results of the research show that people's awareness of the importance of separate waste collection is low. Persons involved in the survey do not adequately separate plastic waste and packaging. They are aware of the harmful effects of plastic and believe that plastic packaging should be replaced by biodegradable packaging. They are willing to give up plastic products, even at the cost of their own comfort.
Key words: plastic waste, environmental pollution, microplastics, additives, recycling, biodegradable plastics, waste sorting.
1
1 UVOD
V diplomski nalogi sem se odločil za temo onesnaževanje okolja s plastiko in se osredotočil na vzroke in posledice neustreznega ravnanja s plastičnimi odpadki, s katerimi se kot potrošniki vsakodnevno srečujemo, saj plastika predstavlja velik problem za okolje in našo prihodnost.
Proizvodnja plastike se je v zadnjih desetletjih močno povečala. Po podatkih Evropske komisije (2018) se letno v Evropi proizvede okrog 58 milijonov ton polimernih plastičnih materialov, od katerih skoraj polovica predstavlja plastično embalažo. Izdelke iz plastike zaradi dobrih lastnosti in prednosti najdemo na vseh področjih našega življenja. Glede na velike količine odpadne plastike, predvsem plastične embalaže ter zaradi biološke nerazgradljivosti, je postala plastika eno od pomembnih onesnaževal okolja. Ko v medijih zasledimo, da se na deponijah nabirajo gore embalaže in v oceanih plavajo velikanski otoki plastičnih odpadkov, ki ogrožajo življenja živali, se sprašujem o vzrokih takega onesnaženja.
Pod določenimi pogoji plastika razpada na majhne delce (mikroplastika in nanoplastika) in jih lahko najdemo v zemlji, rekah, morjih in tudi v zraku. Prehajajo v našo prehranjevalno verigo in v naše telo. Znanstveniki se posvečajo raziskavam o vplivu mikroplastike na naše zdravje, saj so mnogim polimernim materialom dodani škodljivi aditivi (Center for International Environmental Law, 2019).
Na področju onesnaževanja okolja s plastiko so potrebni ukrepi in spremembe tako proizvajalcev kot tudi potrošnikov, da preprečimo še večjo škodo našemu okolju, zato sem se v diplomski nalogi odločil raziskati to področje.
Namen diplomske naloge je s pomočjo strokovne literature in raziskav proučiti problem onesnaževanja okolja s plastiko in raziskati vzroke, posledice ter možne rešitve. Predstaviti želim vrste polimernih plastičnih materialov in prednosti ter slabosti plastike. Zanima me, koliko plastičnih odpadkov se reciklira, sežiga ali konča na odlagališčih ali v okolju ter razlogi in posledice takega ravnanja. Predstaviti želim ukrepe za zmanjšanje količine plastičnih odpadkov. Eden od zastavljenih ciljev je z raziskavo ugotoviti, koliko so ljudje ozaveščeni o problemu in škodljivosti plastičnih odpadkov.
Pred pisanjem diplomske naloge in izvedbo raziskave sem postavil nekaj hipotez.
Predpostavljam, da je recikliranje plastike težje zaradi njene raznolikosti. Z raziskavo želim potrditi, da so ljudje ozaveščeni o pomenu ločenega zbiranja odpadkov, kljub temu pa nenatančno ločujejo plastične odpadke. Strinjajo se, da omejitev plastičnih izdelkov za enkratno uporabo in plastičnih vrečk prispeva k manjšemu onesnaženju okolja. Predvidevam,
2
da bi plastično embalažo morala zamenjati biorazgradljiva embalaža, vendar potrošniki niso pripravljeni plačati višje cene za izdelek v biorazgradljivi embalaži. Predpostavljam, da se ljudje zavedajo škodljivosti plastike, vendar bi bilo življenje brez plastike manj udobno.
Za preučitev problema onesnaževanja okolja s plastiko sem uporabil domačo in tujo strokovno literaturo in raziskave s tega področja ter uporabil metodo deskripcije. Za raziskavo sem uporabil analitični pristop s kvantitativnim načinom raziskovanja in izvedel anketiranje naključno izbranih oseb na slovenski Obali. Vprašalniki so bili anonimni in so vsebovali zaprta vprašanja z odgovori in z ocenjevalnimi lestvicami.
3
2 PLASTIKA IN NJENE ZNAČILNOSTI
Plastika je tako razširjen material, da si je danes težko predstavljati svet brez plastike. V primeru, da bi se nepričakovano odstranila iz sedanjega načina življenja, bi jo prav gotovo pogrešali. Izginili bi izdelki široke potrošnje, večina oblačil in obutve, gradbeni izdelki, deli vozil, večina embalaže in medicinskih pripomočkov. Seveda bi lahko nekatere od teh izdelkov zamenjali z drugimi materiali, kot so steklo, les, kovine ali papir, vendar z višjimi stroški materiala in energije (Andrady, 2015).
Plastika je lahko izdelana iz katere koli surovine, ki vsebuje ogljik in vodik. Trenutno so najprimernejša surovina fosilna goriva, vendar se lahko plastika proizvaja tudi iz obnovljivih virov, kot sta sladkor in koruza. Približno 4 % svetovne proizvodnje nafte in plina se porabi kot surovina za proizvodnjo plastike, podobna količina pa se porabi kot energija pri proizvodnji (Andrady in Neal, 2009).
V petrokemičnih industrijskih obratih po prečiščevanju in predelavi fosilnih goriv ustvarijo monomere, gradnike polimerov. Najpomembnejša monomera sta eten in propen. Monomere nato s kemijskimi sintezami obdelajo v različnih kombinacijah in načinih, da tvorijo polimerne materiale (Calkins, 2009). S polimerizacijo nastajajo polietilen (PE), polipropilen (PP), polivinilklorid (PVC), polistiren (PS), poliakrilonitril (PAN), politetrafluoreten (PTFE) in drugi. S polikondenzacijo nastajajo poliamidi, poliestri in silikoni. S poliadicijami nastajajo poliuretani in epoksidne smole (Koklič, 1999). Polimerni materiali zajemajo preko sto po strukturi različnih sintetičnih (sinteznih) snovi, na katerih sloni tehnološki razvoj mnogih industrijskih panog (Radonjič, 2008). Kemična industrija proizvaja polimerne plastične mase v obliki granul oziroma pelet, prahu, raztopine ali v obliki paste za nadaljnjo predelavo v polizdelke in končne izdelke. Pomembnejši načini predelave polimernih plastičnih materialov so ekstrudiranje, kalandiranje, vpihovanje, ekspanzijsko obdelovanje, oblikovanje vlaken ipd.
(Koklič, 1999). Polimernim materialom dodajo kemične aditive, ki jim dajejo lastnosti prožnosti, obdelovalnosti, barve, odpornosti na UV žarke, toplotne stabilizacije in odpornosti na udarce. Nekateri aditivi sestavljajo pomemben odstotek končnega izdelka. Plastika je lahko trda ali mehka, toga ali prožna, prozorna ali obarvana (Calkins, 2009).
Glede na fizične lastnosti lahko plastične polimere delimo v termoplaste, duroplaste in elastomere. Termoplasti, ki zajemajo večino danes uporabljene plastike, se pod vplivom toplote zmehčajo in se v določenem temperaturnem območju stalijo. Talino lahko poljubno oblikujejo in z ohlajanjem postane trdna in obdrži obliko (Koklič, 1999). Ta postopek preoblikovanja je mogoče ponoviti večkrat, kar naredi termoplastiko idealno za recikliranje.
Najbolj znani termoplasti so polietileni (PE), polipropilen (PP), polivinilklorid (PVC),
4
polietilen tereftalat (PET), polistiren (PS), ekspandiran polistiren (EPS), polikarbonat (PC), poliamid (PA), polimetil-metakrilat (PMMA), termoplastični elastomeri (TPE) in drugi (PlasticsEurope, 2020). Duroplasti so podvrženi nepovratni kemijski reakciji s segrevanjem, tlakom ali reakcijo z utrjevalcem, ki tvori navzkrižne vezi polimerov. Vezi so trajne in odporne na toploto, vendar lahko razpadejo pri zelo visokih temperaturah. Večine duroplastov ni mogoče reciklirati, saj jih ni mogoče enostavno taliti ali ponovno izdelati. Duroplaste, ki se uporabljajo za gradbene materiale na gradbiščih, najdemo predvsem v barvah, premazih in lepilih (Calkins, 2009). V skupino duroplastov spadajo poliuretani (PUR), nenasičeni poliestri, epoksidne smole, melamin smole, fenolformaldehidne smole, vinilni estri, silikoni, akrilne smole itd. (PlasticsEurope, 2020). Elastomeri ali elasti so materiali, ki so elastični in imajo rahlo zamreženo strukturo. Pod vplivom toplote se obnašajo podobno kot termoplasti.
Med elaste spadajo naravni in sintetični kavčuki, kot sta stiren-butadien kopolimer in polikloropren (Koklič, 1999).
Plastika ponuja neprimerljivo vsestranskost oblikovanja v širokem razponu obratovalnih temperatur. Ima visoko razmerje med trdnostjo in težo ter togostjo in žilavostjo. Zanjo je značilna korozijska odpornost, bioinertnost, visoka toplotno/električna izolacija, netoksičnost in izjemna vzdržljivost ob razmeroma nizkih stroških proizvodnje v primerjavi s konkurenčnimi materiali (Andrady in Neal, 2009).
Andrady in Neal (2009) navajata nekatere bistvene značilnosti plastike, zaradi katerih je visoko kompetitiven material na trgu in prinaša številne koristi za življenje ljudi. Lahki embalažni material prihrani gorivo in zmanjša emisije med prevozom. Plastična embalaža ščiti živila in blago pred izgubo in/ali onesnaženjem. Uporaba plastike pri gradnji vozil in embalaže pomeni zelo velike prihranke materialov in energije fosilnih goriv. Plastika se uporablja v sistemih za oskrbo z vodo, saj je enostavna za izdelavo. Učinkoviti plastični izolacijski materiali v stavbah prihranijo energijo in zagotavljajo zaščito pred vremenskimi vplivi. Plastična zaščitna oblačila in varnostna oprema ščitijo pred poškodbami. Pomembni so plastični izdelki za medicinsko uporabo, saj prispevajo k izboljšanju zdravja. Sončni grelci in sončni paneli v delih iz plastike zagotavljajo izrabo obnovljivih virov energije. Plastične materiale lahko z naprednimi tehnikami oblikovanja oblikujejo v kompleksne oblike.
Uporaba plastike kot nadomestnega materiala za les, kovine in steklo je eksponentno rasla po drugi svetovni vojni. Svetovna proizvodnja je zrasla z 2 milijonov ton v letu 1950 na 380 milijonov ton v letu 2015 (Slika 1) (Center for International Environmental Law – CIEL, 2019).
5
Vir: (PlasticsEurope, 2015)
Slika 1. Proizvodnja plastike v Evropi in v svetu od leta 1950 v milijonih ton
Geyer, Jambeck in Law (2017) so z raziskavo ocenili, da je bilo v zadnjih 65 letih proizvedeno 8,3 milijarde ton plastike. Približno 42 % vse plastike je bilo uporabljeno za embalažo, 19 % pa je bilo uporabljeno v gradbenem sektorju. Avtorji ugotavljajo, da je 30 % do sedaj proizvedene plastike še v uporabi. Od 6,3 milijarde ton plastičnih odpadkov je bilo približno 800 milijonov ton (12 %) sežganih, 600 milijonov ton (9 %) pa so reciklirali, kar pomeni, da je bilo zavrženo skoraj 5 milijard ton plastičnih odpadkov in se kopiči na odlagališčih ali v naravnem okolju.
Po podatkih PlasticsEurope je v letu 2019 globalna proizvodnja plastike dosegla skoraj 370 milijonov ton. Več kot polovica je bila proizvedena v azijskih državah, od tega kar 31 % na Kitajskem. V Evropi je proizvodnja plastike dosegla skoraj 58 milijonov ton (Slika 1).
Povpraševanje po polimernih plastičnih materialih je v letu 2019 doseglo 50,7 milijona ton.
Nemčija in Italija sta državi, ki predelata največ plastike, Slovenija pa spada med države, ki letno predelajo manj kot pol milijona plastičnega materiala. Največ plastike je namenjeno sektorju embalaže (39,6 %), sledijo gradbeništvo (20,4 %), avtomobilska in elektroindustrija, izdelki široke potrošnje, kmetijstvo in drugo (Slika 2) (PlasticsEurope, 2020).
6
Vir: (PlasticsEurope, 2020)
Slika 2. Povpraševanje po polimernih plastičnih materialih po posameznih panogah Ena od negativnih lastnosti, ki jo pripisujejo plastiki, je njena biološka nerazgradljivost, saj se večina plastike v okolju ne razgradi. O dolgoživosti plastike obstajajo različne razprave, ocene pa segajo od sto do tisoč let (Barnes, Galgani, Thompson in Barlaz, 2009). Stopnje razgradnje se zelo razlikujejo med odlagališči, kopenskim in morskim okoljem in so odvisne od fizikalnih dejavnikov, kot so ravni izpostavljenosti ultravijolični svetlobi, kisiku in toploti.
Tudi ko se plastični predmet pod vplivom vremenskih vplivov razgradi, se najprej razgradi na manjše delce plastičnih ostankov, zato se na odlagališčih in kot ostanki v naravnem okolju kopičijo precejšnje količine izrabljene plastike, kar povzroča težave pri ravnanju z odpadki in okoljsko škodo (Hopewell, Dvorak in Kosior, 2009).
2.1 Vrste plastike
V nadaljevanju predstavljamo nekatere komercialno najbolj razširjene vrste sintetičnih polimerov.
Tabela 1. Vrste sintetičnih polimerov, njihove osnovne lastnosti in uporaba.
Vrsta sintetičnega
polimera Osnovne lastnosti Uporaba
Polietilen (PE) Najbolj proizvedeni sintetični polimer, dobre mehanske lastnosti, nepropusten za vodo, odporen proti kemikalijam.
7 Polietilen nizke
gostote (PE-LD)
Linearni polietilen nizke gostote (PE- LLD)
Polietilen visoke gostote (PE-HD)
Žilav in mehak, prepušča CO2, kisik in organske hlape.
Višje tališče kot PE-LD, izdelava tanjše embalaže.
Višje tališče, trdnost in
odpornost na zunanje vplive v primerjavi s PE-LD, prepušča kisik.
Plastične folije, embalaža različnih izdelkov, posode v gospodinjstvu, zaščitne folije v poljedelstvu, ovijanje tehničnih izdelkov za zaščito pred vlago.
Plastenke za mleko, detergente, izdelke farmacevtske in kozmetične industrije, zamaški, vedra, nosilne vrečke, baloni, rezervoarji za gorivo idr.
Polipropilen (PP) Podoben PE-LD, višja trdnost, večji sijaj, višje tališče, odlične optične in predelovalne
lastnosti, vlakna iz PP so močna in odporna v vodi.
Folije za embalažne namene, izdelki za avtomobilsko, pohištveno, elektro in letalsko industrijo, cevi za
vodovodno napeljavo in pretakanje korozivnih tekočin, vrvi, jadra, ribiške mreže, sklede, različne plastenke, izdelki za osebno nego (glavniki, sušilniki za lase ipd.).
Polivinil klorid (PVC)
Trdi PVC
Mehki PVC
Penasti PVC
Prozoren, trd, žilav, odporen na organske kemikalije. Podvržen razgradnji pod vplivom toplote in svetlobe ter mehanskim vplivom.
Manj odporen, lažje se
predeluje v primerjavi s trdnim PVC, je mehak, elastičen, upogljiv.
V gradbeništvu za cevi, embalažo, izolacijo kablov, okvire za okna, rolete, talne obloge.
Folije in talne obloge.
Umetno usnje za prevleke, avtomobilske sedeže, torbice, oblačila, obutev.
Polistiren (PS)
Penasti polistiren
Enostavna predelava, odporen proti maščobam, trd, krhek, prozoren. Neprimeren za uporabo pri višjih
temperaturah, podvržen fotokemični razgradnji na sončni svetlobi.
Odličen izolator.
Doze za živila, deli hladilnih naprav in električnih aparatov, embalaža v živilski in farmacevtski industriji, ohišja telefonov, fotoaparatov, sesalcev za prah, igrače.
Izolacijski material za stavbe, industrijska embalaža.
8 Politetrafluoreten
(PTFE) Zelo obstojen na toploto, dober električni izolator, odporen na kemikalije, dobre mehanske lastnosti, odporen na
atmosferske vplive in korozijo, znan kot teflon. Visoka cena v primerjavi z ostalimi
polimerizati.
Zahtevni izdelki, kot so cevovodi, črpalke, obloge rezervoarjev in reaktorjev v kemijskih tovarnah, zaščitne obleke, izolacija kablov, premazi posod.
Polietilen-tereftalat
(PET) Spada v skupino poliestrov,
nizka gostota, propustnost za svetlobo, kemijska in toplotna odpornost, žilavost,
nepropustnost za CO2, propustnost za kisik.
Zahtevni izdelki v kemijski in elektro industriji, v gradbeništvu, v
avtomobilski industriji za dele karoserij, gradnja plovil, plastenke, embaliranje hrane za mikrovalovne pečice, večslojne embalažne folije, medicinska embalaža.
Poliuretani (PUR) V obliki pene, trdni, elastični, upogljivi ali togi, dobri zvočni izolatorji.
Mehke pene za embalažo, oblazinjenje sedežev v vozilih, polnila za ležišča, termoizolacijska podlaga v tekstilnih izdelkih,
gospodinjske gobe ali krpe, notranja obloga vozil. Trde pene za izolacijo zgradb in hladilnih naprav, podplate za čevlje in športne copate.
Polimetilmetakrilat
(PMMA) Dobre mehanske lastnosti, lahek, prozoren, obstojen na vremenske vplive, znan pod imenom Plexi.
Zastekljevanje stavb in vozil, svetleči deli reklam, ure, sanitarni izdelki (kadi, umivalniki), risalni pribor, svetila, pregradne stene, umetni zobje in proteze.
Poliamidi (PA) Trdni in elastični, odporni proti topilom, visoko tališče, folije so odporne na olja in maščobe, prepustne za vodne in druge hlape.
Tekstilna vlakna, folije, večslojni filmi, v avtomobilski industriji za dele pogonskih strojev, v strojni industriji za zobnike, ležaje, ventile in dele, ki obratujejo v korozivnih pogojih.
(Vir: Koklič 1999, Radonjič 2008, Andrady in Neal 2009)
Povpraševanje po PE-LD, PE-LLD, PE-HD in PE-MD predstavlja skoraj 30 % celotnega povpraševanja po polimernih smolah v Evropi, ki je v letu 2019 doseglo 15 milijonov ton.
Največje področje uporabe je sektor embalaže. Naslednje največje povpraševanje je po PP smolah, prav tako v sektorju embalaže, ki je doseglo skoraj 10 milijonov ton oz. 20 % celotnega povpraševanja po polimernih smolah. Povpraševanje po PVC je v letu 2019 znašalo 5 milijonov ton, kar predstavlja 10 % celotnega povpraševanja v Evropi, predvsem na področju gradbeništva. Trend naraščanja kaže povpraševanje po PET, predvsem za embalažo, ki je v letu 2019 znašalo približno 4 milijone ton smole. Podobno količino povpraševanja
9
predstavlja PUR, predvsem na področju gradbeništva, avtomobilske industrije in drugih področjih (Slika 3 in 4).
(Vir: PlasticsEurope, 2020)
Slika 3. Povpraševanje po polimernih smolah v Evropi
(Vir: PlasticsEurope, 2020)
Slika 4. Povpraševanje po plastiki v Evropi glede na področje uporabe in vrsto polimera
10 2.2 Dodatki v plastiki
Polimernim plastičnim materialom se običajno dodajajo kemični dodatki oziroma aditivi, s katerimi se prilagodi lastnost materialov predvidenemu namenu, zato se plastični materiali v klasifikaciji polimerov še vedno razlikujejo po strukturi in lastnostih, odvisno od vrste in količine dodatkov, iz katerih so sestavljeni (Lambert in Wagner, 2018). Aditivi so pogosto najdražja sestavina formulacije, običajno pa se uporablja najmanjša količina, ki je potrebna za dosego določene ravni učinkovitosti. Aditivi se tesno mešajo s polimerom ali sestavijo v formulacijo, ki je predelana v obliko končnega izdelka (Andrady in Neal, 2009). Za večjo mehansko, temperaturno in kemijsko odpornost dodajajo polimernim masam različna ojačala in polnila. Za zmanjšanje gorljivosti dodajajo halogenirane spojine (Koklič, 1999). Za ojačitev materiala in izboljšanje odpornosti na udarce se dodajajo anorganska polnila (npr.
ogljik ali silicijev dioksid). Dodajanje mehčal omogoča, da je material lepljiv in prožen (Andrady in Neal, 2009). Dodatki za zamreženje povezujejo skupaj polimerne verige.
Antioksidanti in drugi stabilizatorji povečajo obstojnost plastike, tako da upočasnijo razgradnjo materiala, izpostavljenega vplivom kisika, toplote in svetlobe. Površinsko aktivne snovi se uporabljajo za spreminjanje površinskih lastnosti, da se omogoči emulzija običajno nezdružljivih snovi. Senzibilizatorji se dodajajo za pospeševanje lastnosti razgradnje, plastifikatorji pa omogočajo materialu oprijemljivost (Lambert in Wagner, 2018). Za izboljšanje videza plastičnega izdelka se lahko uporabijo tudi barvila, matirna sredstva, motnila in dodatki za lesk (Andrady in Neal, 2009). V zadnjem času tehnološki napredek kaže na razvoj novih aplikacij, ki temeljijo na nanodelcih. Pričakuje se, da bo industrija plastike pomembno področje za inovacije v nanotehnologiji. Nanokompoziti vključujejo materiale, ki so ojačani z nanopolnili (nanoglina in nanosilicijev dioksid) za zmanjšanje teže, ogljikove nanocevke za izboljšanje mehanske trdnosti in nanosrebro, ki se uporablja kot protimikrobno sredstvo v plastičnih embalažah za živila (Lambert in Wagner, 2018).
Nekatere kemikalije z dodatki so potencialno strupene, vendar obstaja veliko polemik glede količine aditivov, ki se sproščajo iz plastičnih izdelkov (kot so ftalati in bisfenol A – BPA) in lahko vplivajo na zdravje ljudi in živali. Dodatki, ki vzbujajo skrb, so ftalati, BPA, bromirani zaviralci gorenja polibromirani difenilni etri (PBDE) in tetrabromobisfenol A (TBBPA) ter antimikrobna sredstva. BPA in ftalate najdemo v številnih množično proizvedenih izdelkih, vključno z medicinskimi pripomočki, embalažo za živila, parfumi, kozmetiko, igračami, materiali za talne obloge, računalniki in CD-ji (Thompson, Moore, vom Saal in Swan, 2009).
BPA je monomer, ki se uporablja za proizvodnjo polikarbonatne plastike in dodatek, ki se uporablja za proizvodnjo PVC. Ftalati lahko izhajajo iz izdelkov, ker niso kemično vezani na
11
plastično matrico, zato so pritegnili posebno pozornost zaradi velikega obsega proizvodnje.
Poleg njihove uporabnosti v plastiki je nenamerna značilnost teh kemikalij zmožnost spreminjanja endokrinega sistema. Ftalati delujejo kot antiandrogeni, medtem ko je glavni učinek, ki ga pripisujejo BPA, estrogenom podobno delovanje. Pokazalo se je, da PBDE in TBBPA motijo homeostazo ščitničnih hormonov. Eksperimentalne raziskave na živalih kažejo na najrazličnejše učinke, povezane z izpostavljenostjo tem spojinam, ki povzročajo zaskrbljenost zaradi možnega tveganja za zdravje ljudi. Ščitnični hormoni so bistveni za normalen nevrološki razvoj in reproduktivno funkcijo. Odkrili so veliko razširjenost teh kemikalij v človeškem telesu, pri majhnih otrocih pa so koncentracije običajno višje, kar kaže na potrebo po zmanjšanju izpostavljenosti tem spojinam (Talsness, Andrade, Kuriyama, Taylor in vom Saal, 2008).
Lithner (2011) je z raziskavo ugotovila, da med najbolj nevarne oziroma mutagene ali kancerogene spadajo polimeri iz polimernih družin poliuretanov, poliakrilonitrila, PVC-ja, epoksi smol in stirenskih kopolimerov (ABS, SAN in HIPS) in imajo veliko globalno proizvodnjo (1-37 milijonov ton na leto). Precejšnje število polimerov, ki so tudi nevarni in predstavljajo velik delež globalne proizvodnje (do 5 milijonov ton letno), so fenol formaldehidne smole, nenasičeni poliestri, polikarbonatne, polimetilmetakrilatne in ureaformaldehidne smole.
V večini držav je uporaba aditivov strogo nadzorovana, zlasti v aplikacijah, kot sta stik z živili in pakiranje farmacevtskih izdelkov ter igrač. Posamezni vladni organi neodvisno spremljajo njihovo uporabo, da se zagotovi varovanje zdravja in varnost potrošnikov. Primeri organizacij in nadzornih organov so npr. Uprava ZDA za hrano in zdravila (FDA), Ameriška agencija za varstvo okolja (EPA), Britanska agencija za prehranske standarde (DEFRA), Evropska agencija za kemikalije (ECHA), Evropska agencija za varnost hrane (EFSA) in Svetovna zdravstvena organizacija (WHO) (Lithner, 2011).
2.3 Mikroplastika
Plastika je na voljo v različnih velikostih, od megaplastike do nanoplastike. Čeprav do danes ne obstaja nobena mednarodna opredelitev mikroplastike, je na splošno opredeljena kot sintetični organski polimerni delci, manjši od 5 mm na njihovi najdaljši točki (CIEL, 2019).
Lambert in Wagner (2018) opisujeta makroplastiko kot plastične predmete, večje od 5 mm, mezoplastiko od 5 mm do 1 mm, mikroplastiko pa kot delce od 1 mm do 0,0001 mm (0,1 μm). Med nanoplastiko uvrščata delce, manjše od 0,1 μm, vendar je zgornja meja 5 mm za mikroplastiko splošno sprejeta, ker ta velikost vključuje vrsto majhnih delcev, ki jih organizmi zlahka zaužijejo.
12
Mikroplastika, ki vstopa v okolje, je lahko primarna ali sekundarna. Primarna mikroplastika vključuje predproizvodno plastiko v obliki prahu in peletov, manjših od 5 mm, ki se uporabljajo pri proizvodnji plastičnih izdelkov široke potrošnje. Te mikroplastike se sproščajo iz obratov za predelavo in prevoz predvsem zaradi slabih postopkov vodenja med njihovim prenosom iz železniških, tovornih in skladiščnih prostorov v predelovalne prostore. Druga primarna mikroplastika vključuje delce, ki se uporabljajo v izdelkih za osebno nego, kot so čistila za roke, piling obraza in zobne paste. ZDA, Kanada, Avstralija, Združeno kraljestvo, Nova Zelandija, Tajvan in Italija so prepovedale mikroplastiko v izdelkih za osebno nego.
Testirani izdelki za osebno nego vsebujejo med 0,05 in 12 odstotkov mikroplastičnih delcev (CIEL, 2019).
Poslanci v Evropskem parlamentu so pozvali Komisijo, naj na ravni EU do leta 2020 prepove uporabo namenoma dodane mikroplastike v proizvodih, kot so kozmetični izdelki in detergenti ter sprejme ukrepe za zmanjšanje sproščanja mikroplastike iz tekstila, pnevmatik, barv in cigaretnih ogorkov. Primarna mikroplastika po ocenah predstavlja 15-31 % vse mikroplastike v oceanih in nastaja predvsem pri pranju sintetičnih oblačil (35 % primarne mikroplastike), površinski obrabi pnevmatik zaradi vožnje (28 %) in uporabi proizvodov za osebno nego, kamor je namerno dodana kot na primer mikrozrna v kremah za piling obraza (2
%) (Evropski parlament, 2018). Primarna mikroplastika se uporablja tudi za različne industrijske namene, npr. v tekočinah, ki se uporabljajo pri vrtanju nafte in plina, kot abrazivi pri peskanju za odstranjevanje barve s plovil ter pri čiščenju motorjev in kovinskih površin (CIEL, 2019).
Sekundarna mikroplastika nastaja z razpadom makroplastike oziroma večjih plastičnih predmetov, kot so plastične vrečke, plastenke ali ribiške mreže, na vedno manjše koščke zaradi vremenskih razmer, ultravijolične svetlobe, vetra in valov. Predstavlja od 69 do 81 % vse mikroplastike v oceanih (Evropski parlament, 2018). Poleg pogojev izpostavljenosti v okolju na fragmentacijo in razgradnjo plastike vplivajo lastnosti polimera, kot sta gostota in kristaliničnost ter vrsta in količina kemičnih dodatkov. Stabilizatorji, kot so antioksidanti in protimikrobna sredstva, podaljšujejo življenjsko dobo plastike, medtem ko biološke sestavine delujejo na razgradnjo plastike v krajših časovnih okvirih (Lambert in Wagner, 2018).
Nanoplastika se vse pogosteje uporablja v izdelkih, kot so barve, lepila, farmacevtska sredstva in elektronika ter pri 3D-tiskanju. Podobno kot mikroplastika je tudi sekundarna nanoplastika posledica nadaljnje degradacije mikroplastike v okolju (CIEL, 2019).
13 2.4 Plastična embalaža
Plastična embalaža predstavlja največje področje uporabe plastičnih materialov. Skoraj 40 % celotnega povpraševanja po plastičnih materialih predstavljajo surovine za izdelavo plastične embalaže. Od teh je v Evropi največ povpraševanja za polimere PE-LD in PE-LLD, PE-HD, PP in PET (PlasticsEurope, 2020).
Razvoj samopostrežnih trgovin z ogromno različnimi izdelki si ne moremo predstavljati brez plastike. Najpomembnejša funkcija plastične embalaže je ohranjanje kakovosti pakiranih dobrin. Med temi dobrinami je hrani namenjena posebna skrb zaradi njene kemične nestabilnosti. Podobno velja tudi za druge izdelke, ki vsebujejo aktivne snovi kot npr.
zdravila. Prav zaradi zahteve po minimalnem vplivu tako na izdelek kot na okolje je potrebno embalažo optimizirati in upoštevati različne kriterije. Upoštevati je treba zaščitno funkcijo, saj je embalaža namenjena ohranjanju kakovosti blaga in podaljša njegovo trajanje, stroške materiala in energije za izdelavo embalaže, razpoložljivost in tudi okoljski vpliv plastične embalaže (Baner in Piringer, 2008).
V sedemdesetih letih dvajsetega stoletja se je bistveno povečala uporaba plastične embalaže predvsem zaradi njene nizke gostote ali mase. Plastični materiali so postali zanimivi zaradi prihrankov pri porabi materiala na enoto pakiranega blaga, kar se je posredno odražalo tudi pri prihranku energije pri transportu. V primerjavi z drugimi materiali je plastična embalaža praviloma tanjša in pomeni boljši izkoristek transportnega in skladiščnega prostora.
Pomembna lastnost polimernih plastičnih materialov so nižja tališča in temperatura pri predelavi v primerjavi s steklom ali kovinami, kar pomeni prihranke energije. Tehnološki razvoj med embalažnimi materiali je najbolj dinamičen prav pri plastični embalaži (Radonjič, 2008).
Globalno porabo plastike lahko ocenimo z upoštevanjem količine proizvedenih plastičnih odpadkov. Plastična embalaža je večinoma za enkratno uporabo, večina pa se zavrže še v istem letu, ko je bila izdelana. Plastika za enkratno uporabo vključuje le enkrat uporabljene predmete, preden se jih zavrže ali reciklira. Te med drugim vključujejo vrečke, embalažo za živila, plastenke, slamice, plastične posode, kozarce in jedilni pribor. Več kot četrtina smol, ki se uporabljajo v svetu za proizvodnjo plastike za enkratno uporabo, je proizvedenih v severovzhodni Aziji, sledijo pa ji Severna Amerika, Bližnji vzhod in Evropa (United Nations Environment Programme – UNEP, 2018).
2.4.1 Označevanje plastične embalaže
Za označevanje embalaže so v uporabi mednarodno določene identifikacijske oznake ali reciklažni simboli, ki pomagajo pri razpoznavanju materialov in pravilnem ločevanju na
14
ekoloških otokih. To je še zlasti pomembno za plastične polimerne materiale, kjer mora biti za doseganje primerne kakovosti reciklata zagotovljena visoka stopnja sortne homogenosti. Za oznako, da je embalažni material primeren za reciklažo, se najpogosteje uporablja Mobiusova zanka, sestavljena iz treh puščic (zbiranje, predelava, ponovna uporaba izdelka iz reciklata) v obliki trikotnika. Zelena pika je znak, ki označuje, da je embalaža izdelka vključena v sistem ravnanja z odpadno embalažo ter da se zbira, ponovno uporabi, reciklira ali drugače ustrezno predela (Slika 5).
Vir: (Slopak d.o.o., 2010)
Slika 5. Zelena pika, Mobiusova zanka in oznaka vrste materiala, primernega za recikliranje Za plastično embalažo so v sredini trikotnika številke od 1 do 7 oziroma od 01 do 07, pod zanko pa simboli za vrsto plastike, kot je prikazano na sliki 5.
01 je številka za polietilen-tereftalat z oznako PET, 02 je številka za polietilen visoke gostote z oznako PE-HD ali HDPE, 03 je številka za polivinilklorid z oznako PVC, 04 je številka za polietilen nizke gostote z oznako PE-LD ali LDPE, 05 je številka za polipropilen z oznako PP, 06 je številka za polistiren z oznako PS. S številko 07 označujejo večslojne polimerne embalažne materiale z oznako 0.
Za posamezne vrste polimernih materialov, ki se jih ne da ločevati vizualno, je identifikacija še posebej pomembna, predvsem ko se v obratih za reciklažo pred predelavo najprej velikokrat ročno sortira (Radonjič, 2008).
2.5 Bioplastika
Bioplastika je izdelana delno ali v celoti iz polimerov, pridobljenih iz bioloških virov, kot so npr. sladkorni trs, krompirjev ali koruzni škrob ali celuloza iz lesa, slame in bombaža. Ker so tehnologije za proizvodnjo bioplastike relativno nove in niso razširjene, so stroški proizvodnje višji (Koushal, Sharma, Sharma, Sharma in Sharma, 2014). Bioplastika ni le ena sama snov, ampak je sestavljena iz široke družine materialov z različnimi lastnostmi in uporabo. Plastični material je opredeljen kot bioplastika, če je na biološki osnovi, biorazgradljiv ali ima obe lastnosti. Plastika na biološki osnovi ima edinstveno prednost pred klasično plastiko, da zmanjšuje odvisnost od omejenih virov fosilnih goriv in zmanjšuje emisije toplogrednih
15
plinov z nadomeščanjem vsebnosti fosilnih snovi v plastiki z vsebnostjo snovi iz rastlin (European Bioplastics, 2020). Vključitev bioplastike v vsakodnevno uporabo bi lahko tudi spodbudila kmetijske proizvajalce, ki so zainteresirani za raziskovanje in razvoj industrije za predelavo naravnih vlaken. Odpadne snovi, ki nastanejo v kmetijstvu, bi lahko predelali v koristne izdelke in imeli tako ekonomsko in ekološko korist (Koushal in dr., 2014).
Družino bioplastike delimo v tri glavne skupine:
1. bio-nerazgradljiva plastika na biološki ali delno biološki osnovi, kot so bio-PE, bio-PP ali bio-PET,
2. plastika, ki je iz biomase in je biološko razgradljiva, na primer polimer mlečne kisline (PLA) in polihidroksialkanoat (PHA) ali polibutilen sukcinat (PBS) in
3. plastika, ki temelji na fosilnih virih in je biološko razgradljiva, na primer polibutilen adipat tereftalat (PBAT) (European Bioplastics, 2020).
V letu 2019 je bilo v svetu izdelano 2,11 milijonov ton bioplastike, in sicer 45 % v Aziji, 25
% v Evropi, 18 % v Severni Ameriki in 12 % v Južni Ameriki. Proizvedeno je bilo 55,5 % biorazgradljive plastike in 44,5 % bio-nerazgradljive plastike na biološki osnovi. Skoraj 60 % proizvedene biorazgradljive plastike je bilo namenjeno za prožno in trdo embalažo, 14 % za vrtnarstvo in kmetijstvo, 9 % za prevleke in lepila, 8 % za potrošniško blago, ostalo pa za tekstilno, gradbeno in avtomobilsko industrijo (Slika 6) (European Bioplastics, 2019).
(Vir: European Bioplastics, 2019)
Slika 6. Proizvedena biorazgradljiva plastika glede na tržni segment.
O kontrolirani razgradnji odpadne sintetične plastike so pričeli razmišljati že v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja zaradi zmanjševanja količin trdnih odpadkov in koristne rabe odpadnih snovi. Razvoj sodobnih razgradljivih polimerov temelji predvsem na biološki razgradnji, kjer razgradnjo polimerov povzročajo encimi oziroma mikroorganizmi. Hitrost
16
razgradnje lahko niha od nekaj ur do nekaj let, odvisno od sestave in strukture polimera.
Pomembno je tudi primerno okolje, kjer lahko potekata foto razgradnja, kjer se pri delovanju ultravijolične svetlobe trgajo kemijske vezi polimernih makromolekul, zmanjšuje se njihova molska masa in materiali se razkrojijo v prah ter biorazgradnja, kjer z delovanjem mikroorganizmov nastanejo CO2 in/ali metan, voda in biomasa (Radonjič, 2008). Rast proizvodnje biorazgradljivih polimerov je povezana s preferencami potrošnikov k okolju prijaznimi izdelki, uporabi obnovljivih surovin in razgradljivosti ter vladnimi politikami v skrbi za okolje (Ashter, 2018).
Biorazgradnja ni odvisna od vira osnove materiala, ampak je bolj vezana na njegovo kemijsko strukturo, saj je tudi plastika na biološki osnovi lahko nerazgradljiva (Radonjič, 2008).
Dva najbolj komercialno pomembna biopolimera sta polimer mlečne kisline (PLA) in polimer na osnovi škroba. Zajemata 47 % oziroma 41 % celotne uporabe biorazgradljivih polimerov.
Viri škroba so lahko koruza, krompir, sladkorna pesa ipd. V Evropi so polimeri na osnovi škroba najbolj uporabljeni (62 % celotnega trga), naslednji so PLA (25 %) in ostale vrste biorazgradljivih polimerov (14 %) (Ashter, 2018).
Termoplastične lastnosti škroba se dosežejo z uporabo vode kot plastifikatorja. S škrobom kot dodatkom nekaterim standardnim termoplastom se omogoči razgradnja po uporabi. Tako se lahko modificirajo PE in PP, ki pri nizki vlagi ohranjajo lastnosti čistega PE ali PP, pri povečani vlažnosti pa pride do postopnega razgrajevanja škrobnega polnila. Uporabnost so našli predvsem za izdelavo vrečk (Radonjič, 2008).
V raziskavi, kjer so primerjali razgradljivost PE-HD, PE-LD in vrečk iz domnevno razgradljivega polietilena, so za nekaj mesecev zakopali plastične folije med kompost iz komunalnih odpadkov. Ugotovili so, da je PE-HD zelo odporen na pogoje tal, folije iz PE-LD so pokazale zelo majhno razgradnjo, medtem ko je bila folija iz razgradljivega polietilena obsežno razkrojena. Razpad je bil prikazan z izgubo teže in natezne trdnosti, proizvodnjo CO2, spremembami v obarvanosti in aktivnostjo bakterij v tleh (Yüksel, Hrenović in Büyükgüngör, 2003).
Polimlečna kislina (PLA) se proizvaja s polimerizacijo mlečne kisline kot produkta fermentacijskih procesov obnovljivih surovinskih virov, kot so koruza, pšenica, sladkorna pesa in drugi poljedelski pridelki ali ostanki, ki vsebujejo naravne rastlinske sladkorje.
Polimer PLA ima dobre mehanske lastnosti, je transparenten in ima boljše zaporne lastnosti za vlago. Ima pa nizko temperaturno obstojnost, kar omejuje njegovo širšo uporabo.
Uporabljajo ga za izdelavo lončkov in kozarcev, za jedilni pribor, za embalažo pekovskih
17
izdelkov, za plastenke za vodo in etikete (Radonjič, 2008). PLA ni primeren za domače kompostiranje, saj biološka razgradnja zahteva industrijski postopek kompostiranja, pri katerem se uporabljajo visoke temperature (višje od 58 °C) in 50-odstotna relativna vlaga (večina gospodinjskih kompostnikov deluje pri manj kot 60 °C in le redko doseže višje temperature) (CIEL, 2019).
Polihidroksialkanoati (PHA) že obstajajo v komercialni obliki in imajo odlične predelovalne sposobnosti za oblikovanje v tanke filme in plastenke. Eden od omejujočih dejavnikov širše uporabe je njihova visoka cena (Radonjič, 2008). PHA so linearni poliestri, proizvedeni v naravi z bakterijsko fermentacijo sladkorja. Eden od visoko zmogljivih PHA biopolimerov je MINERV-PHA, ki lahko zamenja PET, PP in PE. Ta polimer je prihodnost biorazgradljivosti, saj se je zmožen razgraditi v bakterijsko onesnaženi vodi (npr. reki) v desetih dneh (Ashter, 2018).
Polimeri iz biomase se uporabljajo v proizvodnji embalaže, v avtomobilski industriji, v vrtnarstvu, v farmaciji, za medicinske naprave, igrače, oblačila, izdelke za dojenčke idr.
Uporabljajo se lahko za pribor, kozarce, krožnike, ovoje, slamice, pokrove, škatle ipd.
(Ashter, 2018). Radonjič (2008) pravi, da je težko pričakovati, da bodo biorazgradljivi plastični materiali v kratkem času zamenjali standardne termoplaste predvsem zaradi njihovih nezadovoljivih lastnosti, težav s predelavo in visokih stroškov. Predvsem pri zahtevah o varovanju pakiranega blaga, še posebej živil, morajo biorazgradljivi polimerni materiali ostati stabilni, tako da se jim lastnosti ne spreminjajo zaradi različnih vplivov med transportom, skladiščenjem in prodajo na policah.
V združenju European Bioplastics (2020) opozarjajo, da je izraz biološka razgradljivost nedvoumen le, če sta določena čas in okolje razgradnje. Če se material ali izdelek oglašuje kot biološko razgradljiv, je treba navesti tudi dodatne informacije o časovnem okviru, stopnji biološke razgradnje in zahtevanih okoliških pogojih.
18
3 ONESNAŽEVANJE OKOLJA S PLASTIKO
Onesnaževanje okolja s plastiko moramo gledati celostno, skozi celoten življenjski cikel, ne le takrat, ko postane odpadek. Začetek življenja plastike se začne že na črpališču nafte ali plina in transportu do kemijske industrije. Pri črpanju pride do onesnaževanja zraka zaradi izgorevanja odvečnih plinov. Tudi predelava nafte in plina izpušča v ozračje metan in druga onesnaževala. Škodljive kemikalije, ki se uporabljajo pri črpanju, lahko preidejo na površje in v zaloge pitne vode (CIEL, 2019). S predelavo nafte in plina v rafinerijah in napravah za kreking nastajajo najpomembnejši monomeri za sintezo polimerov, katerim nato dodajajo različne aditive za pridobivanje želenih lastnosti plastike. Najbolj ogroženi so prebivalci in zaposleni v bližini rafinerij in kemičnih industrij zaradi neposredne izpostavljenosti strupenim plinom in delcem ter morebitnim nesrečam. Pri proizvodnji plastičnih mas nastajajo nevarna onesnaževala zraka. Med najnevarnejšimi kemikalijami, ki se uporabljajo in sproščajo med proizvodnjo plastike, so 1,3 butadien, benzen, stiren in toluen. Daljša izpostavljenost navedenim kemikalijam lahko povzroči hude zdravstvene težave in bolezni (United States Department of Labor, 2020).
Do onesnaževanja okolja lahko pride tudi s sežiganjem plastičnih odpadkov. Sežiganje odpadkov je v mnogih državah kontroverzno, predvsem v državah v razvoju, kjer sežigalne naprave nimajo nadzora nad emisijami (CIEL, 2019). V revnih državah se plastični odpadki pogosto kurijo za toploto ali kuhanje in ljudi izpostavljajo strupenim emisijam (UNEP, 2018).
Na primer, PVC in halogenirani dodatki so običajno prisotni v mešanih plastičnih odpadkih, kar vodi do nevarnosti izpusta dioksinov, drugih polikloriranih bifenilov in furanov v okolje (Hopewell in dr., 2009). Program Združenih narodov za okolje opredeljuje odprto gorenje kot okoljsko nesprejemljiv postopek, ki lahko privede do nenamernega nastajanja in izpuščanja obstojnih organskih onesnaževal, in svetuje, naj se ustavijo odprta in druga nenadzorovana sežiganja odpadkov, vključno s sežiganjem na odlagališčih (CIEL, 2019).
Komercialne sežigalnice kurijo odpadke (papir, plastiko, kovine in ostanke hrane) v bolj nadzorovanih pogojih, vendar še vedno ustvarjajo onesnaževala zraka, pepel, zgorevalne pline, odpadne vode, blato iz čistilnih naprav in toploto (CIEL, 2019). Industrije sežiganja odpadkov trdijo, da sežiganje z uporabo zelo naprednih tehnologij za nadzor emisij zagotavlja čisto energijo, ki zmanjšuje podnebne vplive in toksičnost, vendar obsežni dokazi kažejo škodljive kratkoročne in dolgoročne učinke sežiganja odpadkov in stranskih proizvodov.
Emisije v zrak, povezane s sežiganjem odpadkov, vključujejo kovine (živo srebro, svinec in kadmij), organske snovi (dioksini in furani), pline (žveplov dioksid in vodikov klorid), delce (prah in delci), dušikove okside in ogljikov monoksid. Delavci in bližnje skupnosti so lahko
19
neposredno in posredno izpostavljeni tem strupenim emisijam z vdihavanjem onesnaženega zraka, dotikanjem onesnažene zemlje ali vode in uživanjem hrane, ki je pridelana v okolju, onesnaženem s temi snovmi. Te strupene snovi ogrožajo rastlinstvo, zdravje ljudi in živali ter okolje, so obstojne in se kopičijo v prehranski verigi. V nekaterih državah novejše sežigalnice uporabljajo tehnologije za nadzor onesnaževanja zraka, vključno s tkaninskimi filtri, elektrofiltri in čistilnimi napravami, vendar filtri ne preprečujejo uhajanja nevarnih emisij, kot so izjemno majhni delci, ki niso regulirani in še posebej škodljivi za zdravje (CIEL, 2019).
S sežiganjem nastaja pepel, ki predstavlja nov problem odlaganja odpadkov. Pepel lahko konča na odlagališčih (odlagališčih pepela, odlagališčih nevarnih odpadkov in odlagališčih komunalnih odpadkov), na kmetijskih zemljiščih (včasih napačno označenih kot gnojilo), otokih in mokriščih, pomešajo ga lahko s cementom, odložijo v jame ali rudnike ali na odprta zemljišča (CIEL, 2019). Pepel vsebuje negorljive ostanke, ki vsebujejo visoke koncentracije težkih kovin, dioksinov ter drugih nevarnih organskih snovi in zato lahko predstavljajo stalno nevarnost za okolje (Radonjič, 2008).
Porajajo se vprašanja glede varnosti in primernosti uporabe odpadne plastike za ceste ali
»plasfalt« in »opeke iz plastike« ter za uporabo pepela iz sežigalnic za zamenjavo agregata pri gradnji cest, izdelavi betonskih blokov ali injektiranje betona. Plastična opeka je v modularnem kalupu iz opeke napolnjena z nepredušno zaprto količino plastičnih odpadkov, ki jih eno uro segrevajo, nato pa takoj ohladijo z brizgalnim curkom (CIEL, 2019). Plastične odpadke pri gradnji cest najprej očistijo in zdrobijo v enotno velikost (2-4 mm). Nato zmes stopijo pri 160-180 °C in mešajo z vročimi agregati in asfaltom pri podobni temperaturi.
Prevleka z dodanimi polimeri ovira prodiranje vode in nastanek luknjic. Prav tako se zaradi višje temperature mehčanja polimerov lahko zmanjša »taljenje« asfalta v poletnih mesecih (Koushal in dr., 2014).
Čeprav je strupenost večine novih metod recikliranja še treba raziskati, obstajajo znana zdravstvena tveganja, povezana z ogrevano plastiko, kemičnimi dodatki in mikroplastiko.
Polimeri, kot so PP, PE in PS pri segrevanju sproščajo v ozračje zmerne do zelo strupene emisije v obliki ogljikovega monoksida, akroleina, mravljične kisline, acetona, formaldehida, acetaldehida, toluena in etilbenzena. Glede na to, da 588.000 ton plastike, ki se že uporablja za označevanje cest, nenamerno sprošča mikroplastiko zaradi vremenskih vplivov ali abrazije vozil, bi se količina plastike, dodatkov in mikroplastike, izpostavljene nenamernim izgubam, povečala z uporabo plastičnih odpadkov na cestah. Gradbeni materiali sprožajo dodatna vprašanja o emisijah mikroplastike in kemikalij med uporabo in odstranjevanjem takih materialov (CIEL, 2019).
20 3.1 Vpliv plastičnih odpadkov na okolje
Večino odpadne plastike, vključno z velikim deležem, ki se uporablja za enkratno uporabo, kot je embalaža, odlagamo na odlagališča, vendar se plastika na odlagališčih obdrži in če ni pravilno zakopana, lahko površina kasneje postane smetišče. Dobro upravljana odlagališča vključujejo vsakodnevno prekrivanje odpadkov z zemljo ali sintetičnim materialom in morajo biti obdana z ograjo, da zadržijo odpadke v primeru vetra (Barnes in dr., 2009). Odlagališča odpadkov so običajni pristopi pri ravnanju z odpadki, vendar v nekaterih državah zmanjkuje prostora za odlagališča. Dobro upravljano odlagališče pomeni omejeno takojšnjo škodo za okolje, čeprav obstajajo dolgoročna tveganja onesnaženja tal in podtalnice z nekaterimi dodatki in stranskimi proizvodi razgradnje v plastiki, ki lahko postanejo obstojna organska onesnaževala. Glavna pomanjkljivost odlagališč z vidika trajnosti je, da se noben materialni vir, uporabljen za proizvodnjo plastike, ne predela – materialni tok je bolj linearen kot cikličen (Hopewell in dr., 2009).
Večji izpust plastike v okolje je posledica neprimernega ravnanja z odpadki in nepravilnega vedenja ljudi, kot je puščanje odpadkov zunaj zbirnih mest. Najpogostejša plastika, ki jo najdemo v okolju, so cigaretni ogorki, plastenke za pijačo, pokrovčki plastenk, ovitki za hrano, nosilne plastične vrečke, plastični pokrovi, slamice, druge vrste plastičnih vrečk in posode iz stiropora. To so odpadni proizvodi današnje kulture, ki plastiko obravnava kot material za enkratno uporabo in ne kot dragocen vir, ki ga je treba izkoristiti (UNEP, 2018).
Človek ustvarja velike količine odpadkov, količine pa se povečujejo s standardom življenja in prebivalstvom. Čeprav se količine med državami razlikujejo, je približno 10 odstotkov (masno) trdnih odpadkov plastičnih. Do 80 odstotkov ali včasih več odpadkov, ki se naberejo na kopnem, obalah, oceanski površini ali morskem dnu, je plastičnih. Čeprav je kopičenje plastike na kopnem pomembno, je malo podatkov o količinah, stopnjah, usodi ali vplivih, medtem ko so bili vloženi veliki napori za količinsko opredelitev vplivov plastičnih odpadkov na obalah in v morjih (Barnes in dr., 2009).
3.1.1 Plastični odpadki v morjih in oceanih
Poročila o onesnaževanju oceanov s plastiko so se prvič pojavila v znanstveni literaturi v začetku sedemdesetih let. Leta 1975 je ocenjeni letni tok odpadkov vseh materialov v ocean znašal 5,8 milijona ton, samo na podlagi izpustov z morskih plovil, vojaških operacij in ladijskih nesreč. Pogosto se omenja, da 80 % morskih odpadkov izvira s kopnega, vendar ta številka ni dobro utemeljena in ne navaja skupne mase odpadkov, ki v morsko okolje prihajajo s kopenskih virov (Jambeck, Geyer, Wilcox, Siegler, Perryman, Andrady, Narayan in Lavender Law, 2015).
21
Kopenski viri onesnaževanja vključujejo predvsem rekreacijsko uporabo obale, puščanje odpadkov v okolju, industrijo, pristanišča, nezaščitena odlagališča in odlagališča v bližini obale, pa tudi kanalizacijske odplake, vnos zaradi naključnih izgub in ekstremnih dogodkov.
Morske odpadke lahko v morje prenašajo reke ter drugi industrijski izpusti in odtoki ali pa jih v morje odnesejo vetrovi. Vire morskih odpadkov na morju predstavljajo komercialni ladijski promet, trajekti in ladje, komercialna in rekreacijska ribiška plovila, vojaške in raziskovalne flote, izletniški čolni in območja ribogojstva. Dejavniki, kot je oceanski tok, podnebje in plimovanje, bližina urbanih, industrijskih in rekreacijskih območij, ladijskih linij in ribolovnih območij vplivajo tudi na vrste in količino odpadkov v odprtem oceanu ali na plažah (Galgani, Hanke in Maes, 2015). Prostovoljci z opazovanjem in zbiranjem ugotavljajo, kateri predmeti iz plastike se nahajajo v morskem okolju, saj so plaže najlažje dostopna območja za preučevanje morskih naplavin. Najpogostejši predmeti so plastične folije, kot so nosilne vrečke, ki jih z lahkoto prenaša veter, pa tudi zavržena ribiška oprema ter embalaža hrane in pijače (Barnes in dr., 2009).
Raziskava, opravljena na slovenski obali v letu 2007, je pokazala, da je problem z naplavljenimi odpadki in onesnaženostjo obale prisoten tudi pri nas kljub naporom, da se plaže redno čistijo. Izsledki so pokazali, da je večina naplavin plastičnih (64 % vseh odpadkov). Poseben problem so cigaretni ogorki, vatirane palčke in plastične vrečke, ki izvirajo iz kopnega ter stiropor in deli ribiških mrež, ki jih je naplavilo morje (Palatinus, 2009).
Z raziskavo, ki so jo leta 2010 izvedli Jenna Jambeck in sodelavci, so ocenili letni vnos plastike v oceane iz odpadkov, ki jih ustvari obalno prebivalstvo po vsem svetu. S povezovanjem svetovnih podatkov o trdnih odpadkih, gostoti prebivalstva in ekonomskem stanju so izračunali, da je v 192 obalnih državah nastalo 275 milijonov ton plastičnih odpadkov, od tega 99,5 milijonov v obalnih regijah. Skoraj 32 milijonov ton odpadkov je bilo razvrščeno kot neprimerno upravljanih in bi lahko sčasoma vstopili v oceane in morja po celinskih plovnih poteh, odtokih odpadne vode, z vetrom ali plimovanjem. Ocenili so, da je od 4,8 do 12,7 milijona ton plastičnih odpadkov prišlo v morja in oceane leta 2010. Velikost prebivalstva in kakovost sistemov ravnanja z odpadki v veliki meri določata, katere države prispevajo največjo maso neustrezno odloženih odpadkov, ki lahko postanejo plastični morski odpadki. Med dvajsetimi državami, ki imajo najvišji delež neprimerno upravljanih odpadkov, so na prvem mestu Kitajska, nato Indonezija in Filipini (Slika 7).
22
(Vir: Jambeck in dr., 2015)
Slika 7. Neprimerno upravljani odpadki po posameznih obalnih državah, izraženi v odstotkih Šestnajst je držav s srednje visokimi dohodki, kjer verjetno prihaja do hitre gospodarske rasti, vendar manjka infrastruktura za ravnanje z odpadki (povprečni delež neprimerno upravljanih odpadkov je 68 %). Le dve izmed dvajsetih držav imata delež nižji od 15 %, imata pa veliko maso neustrezno upravljanih plastičnih odpadkov zaradi velikega števila obalnih populacij in, zlasti v ZDA, ki je na dvajsetem mestu, velikega nastajanja odpadkov na prebivalca. Evropske obalne države skupno so avtorji uvrstili na osemnajsto mesto (Jambeck in dr., 2015).
Ena od poti, po katerih lahko plastika vstopi v oceansko okolje, so rečni sistemi. S tem se lahko plastični odpadki prenašajo s celine na obalna območja, kjer lahko vstopijo v ocean.
Večina rečne plastike izvira iz Azije, ki predstavlja kar 86 odstotkov svetovnega vnosa. Sledi Afrika s 7,8 odstotka in Južna Amerika s 4,8 odstotka (Ritchie in Roser, 2018). Ocenjuje se, da vsako leto iz rek v morje vstopi od 1,15 do 2,41 milijona ton plastike (The Ocean Cleanup, 2020).
Na distribucijo in kopičenje oceanske plastike močno vplivajo oceanski površinski tokovi in vetrovi. Plastika plava na površini oceana, kar omogoča njen prenos po prevladujočih vetrovnih in površinskih tokovih. Posledično se plastika nabira v oceanskih vrtincih z visokimi koncentracijami plastike v središču oceanskih bazenov in precej manj po obodu. Po vstopu v oceane iz obalnih regij se plastika navadno seli proti središču oceanskih bazenov (Ritchie in Roser, 2018).
23
Najbolj znan primer velikih akumulacij plastike v oceanih je tako imenovani »Great Pacific Garbage Patch« (GPGP). Velika pacifiška zaplata smeti, znana tudi kot pacifiška cona smeti, je največja od petih plastičnih akumulacijskih območij v svetovnih oceanih. Gre za območje razmeroma visoke koncentracije odpadkov znotraj oceanskega vrtinca na severnem delu Tihega oceana in zajema vode od zahodne obale Severne Amerike do Japonske. GPGP zajema približno 1,6 milijona kvadratnih kilometrov površine (The Ocean Cleanup, 2020).
Onesnaženje je posledica skupnega vpliva velikih obalnih vnosov odpadkov v regiji, skupaj z intenzivnimi ribolovnimi aktivnostmi v Tihem oceanu. Velika večina materiala je umetna masa, saj so vzorci z vlečno mrežo pokazali, da je 99,9 odstotka vseh plavajočih odpadkov plastičnih (Ritchie in Roser, 2018). Masa plastike v vzhodni zaplati smeti, ki se nahaja med Havaji in Kalifornijo, je bila ocenjena na približno 80.000 ton in v času vzorčenja med letoma 2013 in 2015 je bilo v zaplati več kot 1,8 milijard kosov plastike. Te številke so veliko večje od prejšnjih izračunov. Središče GPGP ima največjo gostoto, vendar so odpadki razpršeni in ne tvorijo trdne mase, tako da ne moremo govoriti o otoku smeti. Rezultati odprav so pokazali, da je plastična masa porazdeljena v zgornjih nekaj metrih oceana. 92 % odpadkov, ki jih najdemo v zaplati, sestavljajo predmeti večji od 0,5 cm, tri četrtine celotne mase pa je iz makro in mega plastike. Glede na število predmetov pa 94 % predstavlja mikroplastika.
Ribiške mreže predstavljajo 46 % mase v GPGP in so lahko nevarne za živali, ki vanje zaplavajo ali trčijo in se ne morejo izvleči. Morski ostanki lahko motijo tudi mrežo morske hrane v subtropskem vrtincu severnega Tihega oceana. Ko se mikroplastika in druge smeti zbirajo na površini oceana, preprečujejo sončni svetlobi, da bi dosegla plankton in alge, ki jo potrebujejo za proizvodnjo lastnih hranil. Če so ogrožene skupnosti alg in planktona, se lahko spremeni celotno prehranjevalno omrežje (The Ocean Cleanup, 2020).
Onesnaževanje s plastiko v GPGP ne predstavlja le tveganja za varnost in zdravje morskih živali, ampak ima tudi zdravstvene in ekonomske posledice za ljudi. Letni gospodarski stroški zaradi morske plastike naj bi bili med 6 in 19 milijardami dolarjev. Stroški izhajajo iz vpliva na turizem, ribištvo in ribogojstvo ter čistilnih dejavnosti. Ti stroški ne vključujejo vpliva na zdravje ljudi in morski ekosistem (The Ocean Cleanup, 2020).
V zaprtih morjih, kot je Sredozemsko ali Črno morje, se lahko na morskem dnu skriva nekaj največjih gostot morskih odpadkov, ki dosežejo več kot 100.000 predmetov na km2. Sredozemska najdišča kažejo največjo gostoto zaradi kombinacije gosto naseljene obale, ladijskega prometa v obalnih vodah in zanemarljivega plimovanja (Galgani, Hanke in Maes, 2015).
24 3.1.2 Vpliv plastičnih odpadkov na morske organizme
Najvidnejši učinek onesnaževanja s plastiko na morske organizme se nanaša na zapletanje divjih živali v morske odpadke, pogosto v zavrženo ali izgubljeno ribiško opremo in vrvi.
Zapletanje ovira njihove sposobnosti gibanja, hranjenja in dihanja. Kiti in delfini se pogosto zapletejo okoli vratu in plavutk v različna ribolovna orodja, pakirne trakove ali druge predmete v obliki zanke, ki jim v mladosti obkrožijo vrat in povzročajo težave med rastjo.
Znano je, da si morske ptice lahko krila in stopala zapletejo z materiali podobnimi vrvem, kar omejuje njihovo sposobnost letenja ali iskanja hrane. Morske želve se srečujejo s težavami na plažah, kjer se mladiči na poti do morja zapletejo ali ujamejo v morske naplavine. Tudi na morskem dnu se premični organizmi lahko ujamejo v zapuščene pasti, kjer umrejo zaradi lakote in služijo kot vaba, ki privabi nove žrtve. Morski odpadki, ki jih ptice uporabljajo pri gradnji gnezd, povečajo tveganje smrtnega zapleta tako za odrasle ptice kot za mladiče (Kühn, Bravo Rebolledo in Van Franeker, 2015).
Poleg zapletanja mnogi morski organizmi zamenjajo odpadke za hrano in jo zaužijejo.
Neprebavljivi ostanki, kot je plastika, se lahko kopičijo v želodcu in vplivajo na telesno pripravljenost, kar ima posledice pri razmnoževanju in preživetju, četudi ne povzroči neposredne smrti. Plastiko lahko morske živali zaužijejo namerno ali naključno. Ugotavljajo, da so morske ptice, ki so se hranile z raki in glavonožci, zaužile več plastike kot ribje mesojede morske ptice, saj so najverjetneje zamenjale plen in plastiko. Čeprav se veliki kiti prehranjujejo s filtriranjem velikih količin vode, lahko ostanki plastike preidejo v njihov prebavni sistem. Prostornina želodca, ki jo zasedejo ostanki, lahko omeji optimalen vnos hrane. Do nenamernega zaužitja plastike lahko tudi pride, ko se živali hranijo s plenom, ki je že zaužil plastične odpadke (Kühn in dr., 2015).
Morski plastični ostanki so povezani s »koktajlom kemikalij«, vključno s kemikalijami, dodanimi ali proizvedenimi med proizvodnjo, in tistimi, ki so prisotne v morskem okolju in se kopičijo na ostankih iz okoliške morske vode. Zaradi svojih fizikalnih in kemijskih lastnosti lahko plastika kopiči kompleksno mešanico kemičnih onesnaževal (ang. POP-persistent organic polutants), prisotnih v okoliški morski vodi (npr. poliklorirani bifenili (PCB), policiklični aromatski ogljikovodiki (PAH) in polibromirani difenil etri (PBDE) in druge obstojne, bioakumulativne in strupene snovi (ang. PBT-persistent, bioaccumulative and toxic substances) (npr. halogenirani zaviralci gorenja, pesticidi ter kovine, kot so svinec, baker in kadmij). Kopičenje kovin na morskih ostankih plastike je mogoče razložiti tako s kemičnimi sestavinami plastike (npr. katalizatorji, polnila, mehčala) kot tudi z razgradnjo vodnih plastičnih ostankov z mikrobnimi biofilmi in kolonizacijo z algami in nevretenčarji, ki lahko
