Nhựa phân hủy sinh học có thân thiện như bạn nghĩ?

BVR&MT – Cụm từ “có thể phân hủy sinh học” không cho ta biết bất cứ thông tin gì về quá trình tự phân hủy của sản phẩm. Nó sẽ phân hủy thành gì? Độc hại hay không? Quá trình phân hủy thực chất kéo dài bao lâu? Nếu không xem xét trong hoàn cảnh cụ thể thì cụm từ này rất dễ gây nhầm lẫn và định hướng sai.

Các nhà sản xuất tất nhiên muốn in dòng chữ này trên sản phẩm để người tiêu dùng tin vào sự thân thiện của chúng đối với môi trường và từ đó đưa ra quyết định lựa chọn. Các công ty cũng có thể đưa ra bằng chứng thuyết phục về khả năng phân hủy của sản phẩm, tuy nhiên, không phải công ty nào cũng làm được điều này. Và đối với người tiêu dùng thì thật khó mà phân biệt đâu là những giải thích xác đáng.

Phân hủy sinh học là một quá trình hóa học, trong đó vật chất được vi sinh vật chuyển hóa thành nước, carbon dioxide, và sinh khối. Tùy thuộc vào từng vật liệu khác nhau mà dư lượng độc hại có thể vẫn tồn tại sau quá trình này.

Quá trình phân hủy sinh học bị tác động bởi nhiều yếu tố bao gồm nhiệt độ, độ ẩm, nồng độ oxy, sự hiện diện của các loại vi khuẩn và thời gian. Tuy nhiên, vì không có định nghĩa cụ thể khả năng phân hủy sinh học là gì nên nhiều chương trình cấp chứng chỉ đã được phát triển dựa trên các tiêu chuẩn khoa học và thí nghiệm.

Hiện có rất nhiều tiêu chuẩn khác nhau dành cho nhựa phân hủy sinh học, song chưa có tiêu chuẩn nào rõ ràng với tiêu chí đạt hay không đạt về khả năng phân hủy nhựa trong nước biển. Riêng với nhóm sản phẩm có thể phân hủy sinh học bằng cách ủ phân tại nhà, hiện có một số tiêu chuẩn để xem xét như: Tiêu chuẩn AS 5810 của Australia; các chương trình chứng nhận do Cơ quan cấp chứng chỉ Vinvotte của Bỉ phát triển gồm OK Compost Home, DIN – OK Compost Home, DIN-Geprüft Home Compostable MarkAustralasian Bioplastics Association (ABA) Home Compostable. Các chứng chỉ này đòi hỏi ít nhất 90% sản phẩm bị phân hủy trong vòng 12 tháng ở nhiệt độ thường.

Đối với các sản phẩm phân hủy trong môi trường công nghiệp hoặc qua phân hủy yếm khí, có thể kể tới một số tiêu chuẩn như: các tiêu chuẩn châu Âu EN/13432/14995, trong đó 13432 chỉ áp dụng cho bao bì, 14995 áp dụng cho nhựa nói chung; Tiêu chuẩn ASTM D6400 của Hoa Kỳ; Nhật Bản không có tiêu chuẩn nào được chấp nhận và thường áp dụng theo chương tình GreenPla (yêu cầu mức tối thiểu các chất hữu cơ trong sản phẩm chuyển hóa thành CO2 là 60%). Các logo chứng minh khả năng phân hủy trong các cơ sở công nghiệp bao gồm: ABA Compostable Seedling, Vinçotte OK Compost, the DIN-Geprüft Industrial Compostable Mark, và Biodegradable Products Institute (BPI) Compostable.

Đáng chú ý là các sản phẩm được chứng nhận phân hủy sinh học không có nghĩa chúng có thể phân hủy 100% và không chứa kim loại nặng hoặc các chất độc hại. Mỗi tiêu chuẩn chứng nhận cho phép mức độ kim loại nặng như: đồng, nickel, cadium, trì, thủy ngân hay crôm, asen khác nhau, trong đó tiêu chuẩn ASTM D6400 của Hoa Kỳ có mức độ cho phép cao nhất.

Dưới góc độ luật pháp, hiện chưa có một quy định bắt buộc nào về khả năng phân hủy sinh học của sản phẩm, tuy nhiên, vẫn có các hướng dẫn sử dụng cụm từ “có thể phân hủy sinh học” (và một số logo môi trường khác) để tránh trường hợp chúng bị định hướng sai.

Ở Australia, Đạo luật Thương mại năm 1974 yêu cầu các doanh nghiệp phải cung cấp cho khách hàng thông tin chính xác về hàng hóa và dịch vụ. Các doanh nghiệp sẽ phải đưa ra bằng chứng xác đáng cho những khẳng định về khả năng phân hủy của sản phẩm. Các khẳng định này phải đảm bảo trung thực; thông tin chi tiết về thành phần hoặc quy trình liên quan; sử dụng ngôn ngữ toàn dân; giải thích tầm quan trọng hoặc lợi ích nhưng không được nói quá; và có khả năng chứng minh.

Ở Australia, Ủy bạn Cạnh tranh và Người tiêu dùng (Australian Competition and Consumer Commission – ACCC) từng chỉ điểm một số công ty đưa ra các khẳng định dễ gây nhầm lẫn về khả năng phân hủy sinh học, bao gồm chuỗi siêu thị Woolworths.

Để nhận diện các sản phẩm phân hủy sinh học, trước tiên, cần tìm hiểu các sản phẩm có dán nhãn “có thể phân hủy trong thùng phân ủ gia đình”, và nên nhớ ngay cả những sản phẩm có thể phân hủy công nghiệp thì vẫn có thể bị chôn lấp và nhựa phân hủy sinh học không phân hủy trong môi trường nước biển. Các sinh vật biển như rùa vẫn có thể nhìn nhầm nhựa thành sứa dù chúng được dán nhãn phân hủy sinh học hay không và cuối cùng, phân hủy sinh học không đồng nghĩa với việc có thể tiêu hóa.

Đặc biệt, nếu những bao bì có thể phân hủy sinh học bị vứt bừa bãi, chúng cũng gây nguy hại không kém bao bì thông thường. Và mặc dù sản phẩm nhựa được chứng nhận có thể phân hủy sinh học vẫn tốt hơn những sản phẩm không phân hủy, nhưng chúng cũng không phải là giải pháp tối ưu. Từ chối, tái sử dụng các sản phẩm nhựa khi có thể mới là quyết định sáng suốt.

Phân loại nhựa phân hủy sinh học

Nhựa phân hủy sinh học có thể được làm từ nhiên liệu sinh học hoặc nhiên liệu hóa thạch. Ngày càng có nhiều loại nhựa sinh học được ra đời nhằm giải quyết vấn nạn ô nhiễm bằng cách cố gắng rút ngắn thời gian phân hủy cần thiết của chúng trong môi trường công nghiệp hoặc tự nhiên. Tuy nhiên, không phải loại nhựa sinh học nào cũng đạt được mục tiêu này.

Nhựa phân hủy sinh học là các chất có thể được phân hủy nhờ vào hoạt động của các vi sinh vật để tạo ra các sản phẩm tự nhiên như nước hay CO2 trong một khoảng thời gian hợp lý. Thời gian cần thiết để phân hủy hoàn toàn phụ thuộc vào chất liệu, điều kiện môi trường như nhiệt độ, độ ẩm và vị trí phân hủy.

Loại nhựa có thể phân hủy bằng ủ phân và trở về tự nhiên là loại có thể phân hủy nhanh chóng từ nhựa thành mùn mà không bị nhiễm kim loại. Tuy nhiên, không phải loại nhựa phân hủy sinh học nào cũng có thể ủ phân.

Vật liệu phải đáp ứng Tiêu chuẩn ASTM Specifications D6400 hoặc D68680 thì mới được gọi là phân hủy sinh học, chúng có thể phân hủy cả trên đất và đáp ứng các thông số kỹ thuật của Tiêu chuẩn ASTM D7081 dành cho môi trường biển. ASTM là một nhóm tiêu chuẩn sản phẩm trên toàn thế giới.

Nhựa polyster phân hủy sinh học

Nhựa có nguồn gốc từ thực vật được gọi là “Biobased”. Tuy nhiên, không phải tất cả đều có thể phân hủy sinh học, đơn cử như những chai nhựa nhiệt dẻo (PET) với đặc tính bền chắc. Nhựa có thể phân hủy được làm từ hai loại, một là vật liệu sinh khối và một là polyster chiết xuất từ thực vật. Trong đó, có hai loại polyster có nguồn gốc thực vật là polyactide acid (PLA) và polyhydroxyalkanoate (PHA).

PHA được sản xuất tự nhiên nhờ vi khuẩn và các mô thực vật biến đổi gen (Genetically Modified Organisms – GMO) nhưng cũng có kế hoạch thử sản xuất chúng từ thực phẩm thừa.

Polyhydroxybutyrate hay PHB cũng là một loại PHA được sử dụng rộng rãi. PHA khá đắt đỏ và lượng PHA sản sinh từ vi khuẩn cũng rất khiêm tốn. PHA thường được dùng để đóng gói thực phẩm, làm cốc, đĩa, tráng giấy, bìa các-tông và nhiều ứng dụng y tế khác bao gồm chỉ khâu, gạc và vỏ thuốc. Nó có thể thay thế hầu hết các loại nhựa từ nhiên liệu hóa thạch hiện hành như PE, PVC và PET.

Nhiều loại nhựa được sản xuất hoàn toàn từ PHA (như trường hợp chai nước nhựa), tuy nhiên, vì chi phí sản xuất PHA rất cao nên nó được trộn với tinh bột và cellulose để tiết kiệm chi phí. Điều này cũng góp phần làm tăng tỷ lệ phân hủy. Nó có thể phân hủy hoàn toàn trong các môi trường giàu vi khuẩn và nấm, đặc biệt là trong đất. Những vi khuẩn này phá hủy PHA nhờ enzynmes. Thời gian cần thiết để phân rã phụ thuộc vào mật độ vi khuẩn trong môi trường. PHAs cần 2 tháng để phân hủy trong môi trường tự nhiên. Tuy nhiên, tỷ lệ phân hủy trong môi trường nước biển chậm hơn rất nhiều, ở mức 50% trong 6 tháng.

PLA được giải thích là chất dẻo được tạo ra từ quá trình lên men bởi vi khuẩn. PLA thực chất là một chuỗi dài các phân tử axit lactic. Vì có rất nhiều phương pháp sản xuất axit lactic giá rẻ nên chúng được polymer hóa hoặc trộn. Mặc dù rẻ hơn PHA nhưng PLA lại giòn hơn, do đó ứng dụng của chúng cũng hạn chế hơn so với PHA. Các nhà sản xuất giải quyết vấn đề này bằng cách cho thêm phụ gia hoặc polymer.

Vì có thể phân hủy trong 90 ngày nên PLA được sản xuất thành túi cho các cửa hàng tiện lợi hoặc bao bì thực phẩm, chai nhựa, cốc, đĩa và được sử dụng trong một số ứng dụng y tế. Chúng không thể phân hủy bằng phương pháp ủ phân tại nhà vì môi trường không thể cung cấp nhiệt độ và lượng nước cần thiết. Thay vào đó, cần từ 6 đến 12 tháng để chúng phân hủy trong các cơ sở ủ phân thương mại.

Đáng chú ý là khi hiện tượng phân hủy xảy ra trong môi trường có oxy, khí metan sẽ được tạo ra và điều này gây hại cho môi trường gấp 20 lần so với CO2.

PLA không đạt tiêu chuẩn ASTM D7081 khi chỉ có 3% phân hủy trong môi trường nước biển sau 6 tháng. Vì PLA không phân hủy nhanh trong đất và nước biển nên nó có thể trở thành vấn đề nếu bị thải ra môi trường.

Nhựa từ sinh khối

Nhựa từ sinh khối được làm từ tinh bột và cellulose thu được từ dư lượng cây trồng cũng như gỗ cây. Trong đó, cellulose acetate (CA) là một loại sợi tổng hợp chiết xuất từ cellulose trong thực vật. Nó có thể được dùng để đúc nhựa rắn, ống thuốc lá, các loại vỏ bao. Về khả năng phân hủy, CA giảm 70% trọng lượng trong 18 tháng trong môi trường tự nhiên.

Đối với tinh bột, chúng sẽ được xử lý bằng nhiệt độ, nước và phụ gia làm dẻo để tạo nên loại vật liệu dẻo nóng, thậm chí để tăng cường độ bền, nó còn được trộn với các chất khác. Loại nhựa này được dùng để đóng gói, làm túi đựng, bạt che dùng trong nông nghiệp, bộ đồ dùng bàn ăn, bình hoa và được đúc để làm bao bì cũng như đồ tiêu dùng.

Nhựa có nguồn gốc tinh bột có thể phân hủy hoặc có thể làm phân ủ. Với cách biến thể làm phân ủ, cần 90 ngày để chúng phân hủy trong các cơ sở công nghiệp trong khi những loại có khả năng phân hủy nhưng không thể làm phân ủ thì cần 100 ngày để phân hủy 46% và có thể mất tới 2 năm để phân hủy hoàn toàn.

Nhựa có nguồn gốc từ nhiên liệu hóa thạch

Hiện có nhiều loại nhựa hóa thạch mới có thể phân hủy. Loại phổ biến nhất là Polybutylene succinate (PBS), Polycaprolactone (PCL), Polybutyrate adipate terephthalate (PBAT) và Polyvinyl alcohol (PVOH/PVA). Cả 4 loại nhựa này đều phân hủy trong vòng 3 tháng trong cơ sở ủ công nghiệp, trong vòng 1 năm trong thùng ủ gia đình và 2 năm trong đất.

  • PBAT là một polymer sản xuất từ các chiết xuất nhiên liệu hóa thạch và đôi khi được trộn với tinh bột. Theo Tổ chức Bioplastics Guide, nó có thể thay thế LDPE và HDPE và được dùng để sản xuất túi đựng rác, màng gói thực phẩm, bao bì và vật dụng dùng một lần. Không chỉ phân hủy được, PBAT còn có thể phân hủy bằng cách ủ phân.
  • PCL là một polymer sợi tổng hợp được dùng để dùng làm túi có thể phân hủy, dùng trong y tế (chỉ và gạc), lớp phủ bề mặt, keo dán giày và đồ da cũng như chất làm cứng cho giày và nẹp chỉnh hình. Loại nhựa này có thể phân hủy sau vài năm. Hơn 90% các loại màng gói và 40% xà phòng làm từ chất này có thể phân hủy được trong 15 ngày.
  • PBS là loại nhựa sản xuất từ nhiên liệu hóa thạch hoặc có nguồn gốc sinh học. Nó có thể kết hợp với các loại polymer hoặc các loại sợi có nguồn gốc sinh học khác như đay để cải thiện chất lượng. PBS được dùng để đóng gói thực phẩn, đồ gốm gia dụng, bạt che nông nghiệp, chậu cây, các sản phẩm vệ sinh như tã và lưới đánh cá.
  • PVOH là loại nhựa có thể sản xuất thành bao bì thay thế LDPE và HDPE. Ứng dụng quan trọng của nó là sản xuất màng phủ bề mặt và phụ gia cho giấy và bảng.

Tái chế và ủ phân

Cơ quan Bảo vệ Môi trường (EPA) cảnh báo các thành phần nhựa phải được xử lý triệt để đến cuối chu kỳ sống của chúng. Tuy nhiên, không nên cho nhựa có thể phân hủy vào chung thùng rác với các loại nhựa tái chế truyền thống vì chúng được tạo ra từ các chất liệu khác nhau. Điều này áp dụng cho cả 2 loại nhựa có nguồn gốc sinh học và nhựa từ nhiên liệu hóa thạch.

Mặc dù các sản phẩm có thể được gắn mác tự phân hủy hoặc phân hủy bằng cách ủ phân nhưng rất nhiều trong số chúng chỉ phân hủy được trong điều kiện và cơ sở ủ nhất định, do đó, hãy liên hệ với các cơ quan tái chế để biết thêm thông tin về các cơ sở ủ công nghiệp và thương mại. Ở Hoa kỳ năm 2017 chỉ có 200 cơ sở như vậy nên những trung tâm này cần được xây dựng thêm.

Để tận dụng lợi ích từ các sản phẩm nhựa có nguồn gốc sinh học và nhựa có thể phân hủy, việc phân loại, thu gom nhựa hiệu quả là hết sức cần thiết, nếu không chúng sẽ bị tống ra bãi rác.

Đặc tính phân hủy sinh học của nhựa không thể giải quyết vấn đề ô nhiễm nhựa nếu chúng không được xử lý triệt để. Do đó, người tiêu dùng nên giảm thiểu và tái chế nhựa để hưởng lợi từ quá trình thay thế nhựa hóa thạch truyền thống bằng nhựa có thể phân hủy sinh học.

Phạm Huyền (Theo Treadingmyownpath.com)

CHIA SẺ