Rozkład tworzyw sztucznych w wodach

Odpady z tworzyw sztucznych w morzach i rzekach stanowią problem o zasięgu globalnym, między innymi ze względu na powolny proces rozkładu i powstające w jego wyniku mikroplastiki. Ale jak szybko rozkładają się różne tworzywa sztuczne w wodzie? Jakie produkty rozkładu powstają w tym procesie? Jakie parametry środowiskowe wpływają na proces rozkładu? Na terenie kampusu inżynierii mechanicznej Uniwersytetu Leibniza w Hanowerze w Garbsen powstaje obecnie, pod kierownictwem IKK – Instytutu Technologii Tworzyw Sztucznych i Gospodarki Obiegowej – wyjątkowa infrastruktura, której celem jest udzielenie odpowiedzi właśnie na te pytania. Nazwa projektu SkalAb skrót ten oznacza „Wieloskalową analizę mechanizmów rozkładu materiałów polimerowych w środowisku wodnym”. Europejski Fundusz Rozwoju Regionalnego (EFRE) przeznaczył ponad dwa miliony euro na sfinansowanie budowy laboratorium i jego wyposażenia technicznego w ramach działań Unii w odpowiedzi na pandemię Covid-19.

Rozkład tworzyw sztucznych w morzu i rzekach

Całkowity rozkład tworzyw sztucznych w morzu i rzekach może trwać nawet kilkaset lat. „Nie wiemy dokładnie, co dzieje się z poszczególnymi rodzajami tworzyw sztucznych” – wyjaśnia kierownik projektu dr Florian Bittner z IKK. Czas rozkładu tworzyw sztucznych zależy nie tylko od ich składu, ale także od wielu innych czynników, takich jak światło, temperatura czy prądy wodne, a także od ich wzajemnego oddziaływania. 

Analiza procesu rozkładu tworzyw sztucznych w wodach

Z tego powodu naukowcy zamierzają odtworzyć scenariusze, które mają zostać zbadane w ramach projektów badawczych, w różnych skalach, w tak zwanych mikro- i mezokosmosach. Odzwierciedlają one naturalne warunki środowiskowe ekosystemów wodnych.  W ten sposób zespół badawczy zamierza zbadać zachowanie różnych materiałów w procesie rozkładu oraz dominujące mechanizmy rozkładu w zależności od danego środowiska, takiego jak zasolenie, dostępność tlenu, ruch fal lub temperatura. Procesy rozkładu zostaną szczegółowo przeanalizowane na poziomie chemicznym i morfologicznym. Dodatkowo planowane jest zarejestrowanie produktów rozkładu w układzie wodnym. 

Opracowywanie dostosowanych materiałów polimerowych

Dzięki zastosowaniu tych metod analitycznych po raz pierwszy stworzono podstawy do kompleksowych, systematycznych badań nad zależnościami między kinetyką rozkładu a parametrami materiałowymi i środowiskowymi, a także nad mechanizmami rozkładu i potencjalnymi produktami rozkładu w ramach bieżących i przyszłych projektów badawczych IKK. Wyniki służą m.in. do opracowania dostosowanych lub nowatorskich materiałów polimerowych, które wykazują lepsze właściwości rozkładu, a tym samym zmniejszają obciążenie środowiska.

(Opublikowano: 11 marca 2022 r.)