Sulapac vastaa – Muovitonta muovia myymässä
Jani Kaaro
2/6/2020
Lukijoiden tuella
Loistavaa, että mikromuovista ja biokomposiittien ominaisuuksista keskustellaan, sillä aiheisiin liittyvä terminologia ja määritelmät kaipaavat selkeyttämistä, ja sekaannusten välttämiseksi on hyvä käyttää termejä täsmällisesti. Esimerkiksi termi biomuovi voi tarkoittaa joko biopohjaista, biohajoavaa tai bioyhteensopivaa muovia. Biopohjaisuudella tarkoitetaan, että materiaali tai tuote on jalostettu uusiutuvista, biologista alkuperää olevista raaka-aineista. Biopohjaisia biomuoveja voidaan siten valmistaa luonnonpolymeereistä, kuten sakkaroosista, tärkkelyksestä, selluloosasta, tai niiden kemiallisista johdannaisista. Biohajoavuudella tarkoitetaan puolestaan biologista prosessia, jossa luonnon mikro-organismit pystyvät hajottamaan materiaalin vedeksi, hiilidioksidiksi ja biomassaksi. Monien ns. biohajoamattomien muovien makroskooppinen rakenne kuitenkin hajoaa luonnossa veden ja auringon UV-valon vaikutuksesta partikkeleiksi ja mekaaninen kulutus usein tätä vielä kiihdyttää. Siten biohajoamattomat öljy- ja biopohjaiset muovit ajan mittaan muodostavat hajotessaan mikromuovia, joita luonnon mikro-organismit eivät pysty käyttämään ravinnokseen.
Haluaisimme jatkaa keskustelua korjaamalla artikkelissa olleita epätäsmällisyyksiä ja asiavirheitä. Polymeeri on muovin pääaineosa, ja on totta että muovin määritelmän mukaan polymeeriin sekoitetaan erilaisia lisä- ja apuaineita. Artikkelissa väitetystä poiketen niitä ei kuitenkaan ole pakko käyttää, vaan, ilmankin niitä polymeeriä voi prosessoida eli antaa tuotteelle muodon – jopa sulaprosessoimalla. Perinteisesti lisä- ja apuaineet ovat saattaneet olla ympäristölle harmillisia, mutta tutkimus on tuottanut myös ympäristöystävällisempiä ratkaisuja ja varsinkin biohajoavien polymeerien kanssa käytettäväksi ne soveltuvat erinomaisesti.
Polymeerejä voidaan luokitella monella tavalla, esimerkiksi rakenteen (kerta- ja kestomuovit, joiden englanninkieliset nimitykset thermoset ja thermoplast ovat paremmat, koska niissä ei oteta kantaa onko kyse polymeeristä vai muovista), raaka-ainelähteen (synteettiset ja luonnonperäiset) tai jonkin ominaisuuden (esim. biohajoamaton ja -hajoava) perusteella. Tämä on seikka, joka valitettavasti vaikeuttaa polymeerien ymmärtämistä sekä niistä ja muoveista kirjoittamista, kuten on käynyt artikkelissannekin. On oleellista ymmärtää, että jonkin polymeerin erilaiset luokitukset eivät aina mene samoin kuin toisten, jotka ovat olleet lähtökohtaisesti samassa luokassa. Esimerkkinä tällaisesta on polyhydroksialkanoaatit eli PHA:t, jota bakteerit tuottavat eli ne ovat luonnonperäisiä (tai kuten artikkelissa kirjoitetaan, luontaisia) polymeerejä mutta ne ovat kuitenkin luonteeltaan kestomuoveja eli niitä voi sulattaa ja siten työstää menetelmin, missä hyödynnetään korotettua lämpöä ja painetta. PHA-pohjaiset materiaalit pystyvät joissain sovelluksissa korvaamaan esimerkiksi polyeteenin, sillä erotuksella että PHA:t biohajoavat jopa meriolosuhteissa. Toki monet luonnonperäiset polymeerit (esimerkiksi silkki tai kitosaani) ovat luonteeltaan kertamuoveja eli sillottuneita makromolekyylejä, joiden rakenteet kuumennettaessa hajoavat ilman että ovat sulaprosessoitavissa. Joitakin näistä voidaan muokata kestämään kuumaa, ja esimerkiksi tärkkelyksen ja veden tai erilaisten kasviöljyjen tai polyolien (kuten ksylitoli ja sorbitoli) seokset pystytään ruiskuvalamaan lämmön ja paineen avulla tuotteiksi.
Artikkelissa puukomposiitin sanotaan olevan ”puun ja muovin yhdistelmä”. Määritelmän mukaan komposiitti on kahden tai useamman materiaalin yhdistelmä, jossa materiaalit toimivat yhdessä, mutta eivät ole liuenneet tai sulautuneet toisiinsa. Yleensä tavoitellaan materiaalille yhtä tai useampaa ominaisuutta (esimerkiksi lujuus), joka on komponenttien ominaisuuksia parempia tai käyttökohteeseen toivotumpia. Yleensä puu(muovi)komposiiteilla viitataan perinteisiin sahajauholla täytettyihin kestomuovisiin polyeteeni- tai polypropeenikomposiitteihin. Tällöin sahajauho on komposiitin hajoava komponentti mutta vain silloin mikäli se altistuu hajottavalle tekijälle, esimerkiksi vedelle. Muovi saattaa ympäröidä sahajauhon täydellisesti eikä se silloin hajoa. Niiden rinnalle markkinoille on kuitenkin tullut paljon biokomposiitteja, joissa sahajauhon sijaan käytetään erilaisia luonnonkuituja, kuten selluloosaa, hamppua tai pellavaa, ja tavoitellaan parempaa mekaanista kestävyyttä. Biohajoamattoman kestomuovin sijaan toinen komponentti voi olla esimerkiksi biohajoamatonta kertamuovihartsia tai biohajoavaa polymeeriä. Vain, jos komposiitin molemmat (kaikki) komponentit biohajoavat, voi komposiitti olla biohajoava.
Euroopan kemikaalivirasto ECHA on määritellyt mikromuovin seuraavasti:
”Mikromuovilla tarkoitetaan kiinteitä polymeerihiukkasia, joihin on saatettu lisätä lisäaineita tai muita aineita, ja joissa vähintään yhdellä massa-%:lla i) kaikki dimensiot ovat välillä 1nm ≤ x ≤ 5mm, tai (ii) kuitujen tapauksessa, pituus 3nm ≤ x ≤ 15mm ja suhde pituus/halkaisija vähintään 3. Luonnossa esiintyvät kemiallisesti modifioimattomat (pois lukien hydrolyysi) polymeerit ja (bio)hajoavat polymeerit eivät kuulu määritelmän piiriin.” * Mikromuovia on kahta tyyppiä: i) primääristä mikromuovia, jolla tarkoitetaan mikromuovia, joka on tarkoituksellisesti lisätty hiukkasmuodossa tuotteeseen ja ii) sekundaarista mikromuovia, jolla tarkoitetaan mikromuovia, joka muodostuu isompien muovikappaleiden kuluessa. Molempia tyyppejä voi esiintyä komposiittimateriaalissa ja sen vuoksi Sulapac on nostanut esiin sen, että materiaaleihimme ei ole tarkoituksellisesti lisätty tyypin i) mikromuovia, eikä materiaaleista käytön aikana eikä jätteenkäsittelyssä ja kierrätyksessä vapaudu tyypin ii) mikromuovia.
Standardoituja testimenetelmiä biohajoamiselle on olemassa, mutta toistaiseksi ei ole olemassa globaalia kriteeristöä sille, kuinka nopeasti biohajoamisen pitää tapahtua, jotta materiaali on mikromuoviton. Sulapac on valinnut testimenetelmäksi ASTM D6691:n, koska merivesi on tyypillisesti vaikein ympäristö hajoamiselle ja testissä mitataan hiilidioksidin muodostumista eli mikro-organismien hajotustyötä. Seuraamme aktiivisesti kriteeristön kehitystyötä, mutta standardien valmistuminen voi viedä vuosia. Luonto ei voi odottaa, vaan mikromuovipäästöjen vähentämiseksi tarvitaan toimenpiteitä heti. Siksi toimintatapamme on se, että käytämme standardoituja testimenetelmiä ja viestimme avoimesti, miten validoimme mikromuovittomuuden (ks. Sulapacin sivut https://www.sulapac.com/key-features/).
Artikkelissa todetaan, että “vaikka Sulapacin kosmetiikkapurkit eivät sisältäisikään lisättyä mikromuovia, purkkien sisällä olevat voiteet sitä usein sisältävät”. Useat Sulapacin asiakkaista ovat luonnonkosmetiikkayrityksiä, joiden tuotteet on valmistettu täysin luonnonmukaisista raaka-aineista. Siten on harhaanjohtavaa sanoa, että purkkien sisällä olevat tuotteet usein sisältävät lisättyä mikromuovia.
Artikkelissa sanotaan, että Sulapacin ”väite mikromuovittomuudesta perustuu polymeerin ominaisuuksiin, ei valmiin tuotteen ominaisuuksiin” ei pidä paikkansa, sillä materiaalin biohajoaminen on todennettu myös lopputuotteen osalta, eikä perustu vain tietoon yksittäisten raaka-aineiden kemiallisista ominaisuuksista.
Artikkelissa annetaan ymmärtää, että Sulapac-materiaali ei soveltuisi teolliseen kompostointiin. Hajoaminen teollisessa kompostissa on varmistettu eurooppalaisen standardin (EN13432) asettamien kriteerien mukaisesti. Lisäksi olemme tehneet testejä todellisissa olosuhteissa teollisen mittakaavan kompostointilaitoksessa. Biohajoavia materiaaleja valmistavat ja käyttävät yritykset käyvät tiivistä keskustelua jätehuollon toimijoiden kanssa ja ratkaisuja haetaan yhteistyössä, jotta myös uusien ympäristöystävällisten innovaatioiden täysi potentiaali saadaan kiertotalouden käyttöön. Sulapac on muun muassa Suomen Biokierto ja Biokaasu ry:n jäsen.
Artikkelin mukaan biomuoveja ei voi kierrättää, mikä ei ole totta. Teollinen kompostointi on lainsäädännön mukaan orgaanista kierrätystä. Biohajoamattomien, sulaprosessoitavien valtamuovien tavoin monia biohajoavia muoveja pystyy myös kierrättämään mekaanisesti ja sulaprosessoimaan uudelleen tuotteiksi, eikä kontaminaatioriskiä ole sen enempää kuin valtamuovien kesken on. Hyvä muovinlajittelu perustuu lajitteluteknologioihin, ja tutkimuksissa on todettu, että esimerkiksi polylaktidi (PLA) erottuu NIR-menetelmällä paremmin kuin monet valtamuoveista ja sitä pystytään myös sulaprosessoimaan useita kertoja. VTT on testannut, että Sulapac Premium -materiaalin mekaaninen kierrätys toimii: viiden kierrätyskierroksen ajan materiaalin ominaisuudet säilyivät hyvin. Parhaillaan testaamme myös muita kierrätysteknologioita, kuten pyrolyysiä. Myös kotikompostoituvia biomuoveja on olemassa kuten useimmat PHA ja polybutyleeni-sukkinaatti (PBS) laadut, toisin kuin artikkelissa annetaan ymmärtää.
Artikkeli kertoo yleistäen, että teollisuuden näkemyksen mukaan biohajoava muovi pitäisi jättää muovidirektiivin ulkopuolelle, jos se hajoaa edes yhdessä luetelluista kategorioista (teollinen komposti, kotikomposti, meri, makea vesi, maasto, anaerobiset olosuhteet). Sulapacin näkemys ei noudata tätä linjaa, vaan mielestämme monissa tuotesovelluksissa biohajoaminen pelkästään kontrolloiduissa olosuhteissa kompostointilaitoksessa ei riitä, vaan myös luonnossa esiintyvien mikrobien on pystyttävä hajottamaan materiaalia. Näkemys on perusteltu niin kauan kuin ihmisten toiminnan vuoksi materiaaleja jää luontoon. Siksi Sulapac-materiaalin hajoaminen on testattu myös merivedessä. EN 13432 standardin määrittämien ekotoksisuustestien lisäksi Sulapac-materiaalin turvallisuus ympäristölle on varmistettu Daphnia magna -ekotoksisuustesteillä (OPPTS 850.1010 & OECD 202).
Artikkeli toteaa biohajoavien muovien häiritsevän kompostointiprosessia sekä yleisesti sisältävän ympäristölle haitallisia aineita. Koska biohajoavien muovien ja komposiittien kirjo on tällä hetkellä niin laaja, ei tällaista yleistystä voi tehdä. Kompostoitavuussertifikaatin saanut biohajoava pakkaus on todennettu biohajoavuuden lisäksi olevan myös haitaton kompostin laadulle sekä läpäisevän raja-arvot raskasmetalleille. Nämä materiaalit eivät siis sisällä ”satoja tuntemattomia kemikaaleja”, vaan ulkoinen sertifioija on arvioinut materiaalin turvallisuuden ja sen vaikutukset kompostille on tutkittu. Lisäksi, kompostointisertifikaatti edellyttää, että kunkin lopputuotteen turvallisuus testataan erikseen. Tällöin artikkelissa esiin tuotu pelko siitä, että eri menetelmällä samoista raaka-aineista valmistettu tuote voi käyttäytyä ympäristössä eri tavoin, on turha.
On huomattava, että nimenomaan jo vuosikymmeniä käytettyjen, tavallisten öljypohjaisten muovien ympäristövaikutuksia ei ole tutkittu eikä tarkkaan tunneta. Kemiallisesti nämä biohajoamattomat muovit säilyvät luonnossa satoja vuosia. Kuitenkin eroosion sekä sääolosuhteiden vaikutuksesta ne pilkkoutuvat partikkeleiksi eli mikro- ja nanomuoviksi, joita ympäristön organismit eivät pysty käsittelemään. Osa tutkijoista on verrannut biohajoamattoman mikromuovin kertymistä luontoon jopa CFC-yhdisteiden kertymiseen: koska ne eivät hajoa, ne kertyvät kertymistään ja kun tietty pitoisuus ylittyy, isot luonnon tasapainot voivat järkkyä.
Kestävän kehityksen nimissä tarvitsemme useita rinnakkaisia keinoja muoviin liittyvien haasteiden taklaamiseksi: kierrätystä, uudelleenkäyttöä sekä uusia materiaali-innovaatioita. Jotta pääsemme eteenpäin ja oikeaan suuntaan mahdollisimman nopeasti, ovat yhteistyö ja avoin keskustelu avainasemassa.
Suvi Haimi, FT
Toimitusjohtaja ja perustaja, Sulapac Oy
Minna Kellomäki, TkT
Biomateriaalitekniikan professori, Tampereen yliopisto
*Annex to the annex XV restriction report Proposal for a restriction – Intentionally added microplastics, European Chemical Agency, ECHA, 2019.
Oletko jo tilaaja? Kirjaudu sisään
Lue juttu loppuun
Valitse itse ohitatko maksumuurin vai tuetko toimittajan työtä
Pääset heti lukemaan jutun loppuun
Saat oivaltavat tiedekolumnit sähköpostiisi ennen muita
Päätät tilausmaksusi itse, alk. vain 3,90 € / kk
Mahdollistat tiedekolumnien jatkumisen
Tuet Jani Kaaron journalistista työtä
Pääset heti lukemaan jutun loppuun
Et saa tiedekolumneja sähköpostiisi ennen muita
Et tue Jani Kaaron journalistista työtä
Et mahdollista tiedekolumnien jatkumista
Ohitat maksumuurin ja kirjaudut sisään ilmaiskäyttäjänä
Lukijoiden tuella
"Pidätkö lukemastasi? Tiedekolumnini Rapportissa ovat mahdollisia vain teidän maksavien lukijoiden ansiosta, koska kirjoitan elääkseni.
Kiitos sinulle!"
Jani Kaaro
