In deze presentatie worden verschillende uitdagingen rondom plastic afval en recycling geïdentificeerd. Daarnaast worden oplossingen aangedragen voor dit probleem. Deze presentatie is toegankelijk voor mensen zonder technische achtergrond.
2. Inleiding
• Wat is plastic?
• Hoe vormt het een probleem?
• Wat is de oplossing?
3. Plastic fantastic
• Gemakkelijk vormbaar, lichtgewicht, lange levensduur èn
goedkoop.
– Geheel nieuwe vormgeving mogelijk.
• Zeer populair in de jaren 1960’s.
– Materiaal van de toekomst.
4. Plastic fantastic
• Wordt in toenemende mate gebruikt in auto’s en vliegtuigen
om gewicht en brandstofgebruik te reduceren.
• T.25:
– Ontworpen door team achter de McLaren F1.
– Stalen frame met plastic carrosserie.
– 25% gewichtsreductie: 550 kg; Verbruik: 34 km/l.
5. Wat zijn plastics?
• Aaneenschakeling van kleine eenheden tot een lange keten van
zich herhalende eenheden:
– Polymeren zijn daarmee te vergelijken met een parelketting.
• Sterke interactie tussen polymeerketens geven plastics goede
mechanische eigenschappen.
6. Wat zijn plastics?
• Polymeerketens worden gemengd met bijvoorbeeld
kleurstoffen, weekmakers en brandvertragers.
7. Plastic afval
• Explosieve toename van plastic wegwerkartikelen.
• Materiaal is niet of nauwelijks afbreekbaar.
– Verbrokkelt hoogstens tot kleine stukjes.
• Materiaal beperkt zich niet tot stortplaatsen, maar vindt zijn
weg naar ons milieu.
L. A. river na een storm.
8. Plastic eendjes op wereldreis
• In 1992 sloeg een container met 29.000 plastic eendjes
overboord door slecht weer.
• Het plastic is zeer bestand tegen de elementen en sindsdien
worden de eendjes meegenomen door de grote zeestromen.
– Ze zijn erg waardevol gebleken voor wetenschappers die
zeestromingen bestuderen.
– Ze illustreren echter ook wat er met plastic afval gebeurt
als het eenmaal in zee komt.
9. Plastic soep in de oceaan...
• Zwevend plastic afval wordt door de grote zeestromen
geconcentreerd tot een “plastic soep” of “plastic eilanden”.
• Er bestaan vijf ringvormige zeestromen. Allemaal vertonen ze
hoge concentraties zeeafval in het centrum.
• De grootste bevindt zich in het noorden van de Stille
Oceaan.
10. Plastic soep in de oceaan...
• Grootte wordt geschat tussen de 700.000 km2 tot 15 miljoen
km2 .
– 20x tot 400x het oppervlakte van Nederland.
– Grootte blijft toenemen!
• In 2001 bleek de concentratie plastic ongeveer driehonderd
duizend kunststoffragmenten per vierkante mijl te zijn.
– Dit komt neer op 5,1 milligram plastic per vierkante meter.
– De concentratie plasticdeeltjes is daarmee hoger dan de
concentratie zoöplankton.
Net:
0.9m×0.15 m
11. ...maar ook bij ons thuis
• Probleem beperkt zich echter niet tot de grote oceanen.
• Wind en getijdenstromingen concentreren plastic ook in de
Noordzee.
12. Microbeads
• Probleem wordt nu verergerd door microbeads.
• Veelvuldig gebruikt in persoonlijke verzorgingsartikelen als
schuurmiddel.
• Diameter tussen 5 μm en 500 μm (dikte haar is 75 μm).
• Kunnen niet door waterzuiveringscentrales verwijderd
worden en komen direct in milieu.
14. Ophoping in de voedselketen
• Veel stormvogel-achtigen en zeeschilpadden hebben
plastic in hun maag.
• Bij filteraars zoals mosselen zijn ook plastic deeltjes
aangetroffen.
• Plastics bevatten schadelijke additieven. Daarnaast
werken ze als een spons die vervuilingen, zoals PCB’s en
pesticiden, uit het water opzuigt.
• Stoffen kunnen kankerverwekkend en zenuw- of
hormoonverstorend werken.
• Verslechterde conditie van populatie brengt
voortplanting in gevaar.
15. Ophoping in de voedselketen
• Door ophoping in voedselketen kunnen deze stoffen ook in
ons voedselsysteem komen!
16. Een oplossing
• Delftse luchtvaart- en ruimtevaarttechniekstudent Boyan Slat
heeft een concept ontworpen om op grote schaal plastic te
verwijderen mbv drijvende verzamelplatformen.
• Oppervlaktestromingen leiden plastic via drijvende armen naar
het verzamelplatform. Zodoende wordt de exploitatiekosten laag
gehouden.
• Ingrijpende preventiemaatregelen op het gebied van
plasticvervuiling zijn echter ook nodig!
17. BioBased het antwoord?
• ‘Synthetisch’ of ‘natuurlijk’ zegt slechts iets over de
oorsprong van de grondstoffen.
• De uiteindelijke structuur bepaalt de eigenschappen.
• De ‘Plant Bottle’ is bijv. 33% BioBased, maar niet
afbreekbaar!
Bio-Based
Fosiel
gebaseerd
Bio-
afbreekbaar
Niet Bio-
afbreekbaar
Bio-
Polymeren
Traditionele
Polymeren
Bio-
Polymeren
Bio-
Polymeren
18. De natuur als leermeester
• Binnen de natuur bestaat er geen afval.
• Ecosysteem is opgebouwd uit gesloten cyclus.
• Het afval van één organisme, is de voedsel van een
ander.
• Biologische polymeren worden op monomeer niveau
gerecycled.
• Energie wordt geleverd door de zon.
19. Recycling op dit moment
• PolyEthyleen (PE), PolyPropyleen (PP) bevatten enkel koolstof
atomen in de keten.
• Koolstof-koolstof bindingen zijn erg stabiel en moeilijk te
verbreken.
• Recycling van mengsels van polymeerketens:
• Recycling t.b.v. laagwaardige toepassingen
(downcycling).
20. Recycling op dit moment
• Introductie van reactieve bindingen (esters) in de keten geeft
mogelijkheid om plastic af te breken.
• Polyethyleentereftalaat (PET) is een polyester, maar niet
afbreekbaar door configuratie van ester bindingen en hoge
smeltpunt.
• Wordt gerecycled op polymerketen niveau, waardoor
kwaliteit van materiaal na iedere cyclus afneemt (ketens
worden korter).
• Om de kwaliteit op peil te houden, wordt er continue
“virgin materiaal” toegevoegd.
Virgin
Materiaal
21. Cyclische economie
• Traditionele afval management:
• Reuse-Reduce-Recycle.
• Gaat nog steeds uit van liniair
economisch model.
• Door bij het ontwerp van materialen al
rekening te houden met de afdankfase
kunnen we kringlopen sluiten:
• Redesign-Reuse-Reduce-Recycle.
• Functionele stabiliteit: Stabiel tijdens
gebruik gevolgd door gemakkelijke
afbraak bij afvalfase.
22. Terug naar de tekentafel
• Polyester analogen van PET:
• BioBased: lignine en cellulose als grondstof.
• reactiever ester bindingen t.o.v. PET.
• Hierdoor wordt chemische recycling mogelijk:
• Plastic is stabiel tijdens gebruiksfase.
• Temperatuur is externe stimulus waarna polymeer uit
elkaar valt.
• Vanuit monomeren kunnen nieuwe ketens gemaakt
worden zonder kwaliteitsverlies.
23. Samenvattend
• Plastic is een fantastisch veelzijdig materiaal.
• Na de gebruiksfase volgt onherroepelijk een afvalfase.
– Bij ontwerp materiaal en product rekening houden met
afvalfase.
– Afval gebruiken als grondstof voor nieuwe producten
zonder kwaliteitsverlies.
• Ingewikkeld probleem die niet enkel via techniek opgelost
kan worden.
– We moeten plastic weer de waarde geven die het
toebehoort.
– Wees bewust dan eigen gebruik.
– Statiegeld op alle verpakkingsmateriaal.
– Weiger microbeads.