1. Wstęp
Problemy ekologiczne o zasięgu lokalnym i globalnym (efekt cieplarniany), rozwój wiedzy w dziedzinie ochrony środowiska naturalnego, stopniowe wyczerpywanie się światowych zasobów surowców nieodnawialnych, coraz bardziej restrykcyjne przepisy prawne to czynniki, które kształtują nowe trendy w projektowaniu opakowań. Coraz częściej obserwuje się poszukiwania alternatywnych wobec ropy naftowej źródeł materiałowych, szczególnie takich, które charakteryzują się korzystniejszymi dla środowiska wskaźnikami emisji gazów cieplarnianych (tzw. wskaźnikami carbon footprint) [1]. Zalicza się do nich materiały opakowaniowe wytwarzane z surowców pochodzenia roślinnego. Tradycyjne tworzywa sztuczne produkowane przy użyciu ropy naftowej zawierają węgiel, który wytworzony został miliony lat temu. Natomiast materiały z masy celulozowej oraz roślin uprawianych w rolnictwie (kukurydza, trzcina cukrowa, ziemniaki itd., a także odpady z przemysłu rolno-spożywczego) zawierają węgiel pochodzący z współczesnego procesu fotosyntezy.
2. Ocena materiałów opakowaniowych pod kątem zawartości surowców odnawialnych
Wraz z rozwojem produkcji nowych materiałów opakowaniowych pojawiła się konieczność odróżniania ich od materiałów tradycyjnych poprzez systemy certyfikacji i opatrywania specjalnym znakiem [2]. W przypadku materiałów wyprodukowanych przy udziale surowców odnawialnych certyfikat potwierdza, że wyrób zawiera określony udział procentowy surowców odnawialnych. W Unii Europejskiej pierwszym systemem certyfikacji wyrobów zawierających źródła odnawialne był ten wdrożony przez belgijską jednostkę certyfikującą Aib-vinçotte International s. a., w ramach którego możliwe jest uzyskanie certyfikatu w czterech przedziałach granicznych: od 20 do 40%, 40 do 60%, 60 do 80% oraz 80% i powyżej. Znak certyfikacyjny potwierdzający zawartość surowców odnawialnych w czwartym przedziale przedstawiono na rys. 1.
Podobny system certyfikacji wyrobów zawierających źródła odnawialne wprowadzono w niemieckiej jednostce DIN CERTCO. System ten uwzględnia zawartość węgla (pierwiastka) pochodzącego z takich źródeł w odniesieniu do węgla organicznego w trzech granicznych przedziałach procentowych: od 20 do 50%, 50 do 85% oraz powyżej 85%. Znak, który wskazuje zawartość surowców odnawialnych powyżej 85%, przedstawiono na rys. 2.
W Polsce ocena materiałów opakowaniowych pod kątem zawartości w nich surowców odnawialnych prowadzona jest w ramach realizowanego w COBRO projektu badawczego „System mechatroniczny do badania wpływu zawartości surowców odnawialnych na właściwości wytrzymałościowe materiałów opakowaniowych”, finansowanego ze środków Narodowego Centrum Nauki. Projekt przewiduje stworzenie stanowiska badawczego (stanowiącego system mechatroniczny), które da możliwość uzyskania charakterystyki wytrzymałościowej badanych materiałów opakowaniowych, a także oznaczania w nich zawartości węgla oraz całkowitej zawartości węgla organicznego (TOC). Jednocześnie w materiałach opakowaniowych zostaną przeprowadzone badania zawartości radioaktywnej formy izotopu węgla 14C, co umożliwi obliczenie procentowego udziału źródeł odnawialnych. Materiały, pochodzące zarówno z paliw kopalnych, jak też ze źródeł odnawialnych, składają się z węgla, który w naturze występuje w trzech odmianach izotopowych: 12C, 13C, 14C. Radioaktywny izotop 14C jest obecny w żywych organizmach i odpowiada stałej jego zawartości w atmosferze. Gdy organizm obumiera, przestaje absorbować izotop 14C z otoczenia. Od momentu śmierci organizmu, izotop 14C ulega połowicznemu rozpadowi w okresie ok. 5700 lat. W stosunku do takiego okresu długość życia człowieka jest niezauważalna, jednak w tym czasie zawartość izotopu 14C obniża się do poziomu niewykrywalnego. Oznaczając zawartość izotopu 14C, można więc w materiałach opakowaniowych określić źródła pochodzenia surowców wykorzystanych do ich produkcji [3].
3. Podsumowanie
Jak wskazują wstępne badania przeprowadzone na wytypowanych różnych rodzajach materiałów opakowaniowych wykonanych ze źródeł odnawialnych i nieodnawialnych: folia celulozowa, folia polietylenowa, spieniony polistyren, folie poliolefinowe z dodatkiem węglanu wapnia, materiał Biotrem z otrąb pszennych, granulat PLA 2002D, rezultaty projektu mogą być podstawą do wdrożenia w COBRO dobrowolnej certyfikacji.
Coraz liczniejsza grupa świadomych klientów rezygnuje z określanego jako konsumpcyjny stylu życia na rzecz zachowań proekologicznych i oczekuje takiego podejścia od producentów towarów. Dlatego dla wielu z nich istotne będzie dodatkowe oznaczenie na opakowaniu świadczące, że materiał został wyprodukowany z udziałem źródeł odnawialnych.
Dobrowolna certyfikacja opakowań zawierających surowce ze źródeł odnawialnych, połączona z nanoszeniem specjalnego znaku może przyczynić się do promowania na rynku rozwiązań korzystnych dla środowiska.
LITERATURA
[1] Żakowska H.: Nowe kierunki w produkcji opakowań związane z wymaganiami ochrony środowiska, Konf. Instytutu Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego, Oddział Chłodnictwa i Jakości Żywności TECHNOLOGIA, TECHNIKA I JAKOŚĆ W POLSKIM PRZEMYŚLE CHŁODNICZYM, Spała 26–27.11.2009.
[2] Żakowska H., Ganczewski G.: Bioplastics from renewable resources – Next generation packaging materials, „Opakowanie”, English Edition, 40–44.
[3] Żakowska H. Badania zawartości surowców odnawialnych w polimerowych materiałach opakowaniowych, artykuł przyjęty do druku w miesięczniku „Polimery”.
