Stimiamo che ad oggi siano state prodotte 8300 milioni di tonnellate (Mt) di plastica vergine. Nel 2015 sono stati prodotti circa 6300 Mt di rifiuti di plastica, di cui circa il 9% è stato riciclato, il 12% è stato incenerito e il 79% è stato accumulato nelle discariche o nell’ambiente naturale. Se le attuali tendenze di produzione e gestione dei rifiuti continueranno, circa 12.000 Mt di rifiuti di plastica saranno nelle discariche o nell’ambiente naturale entro il 2050.
Un mondo senza plastica o polimeri organici sintetici sembra oggi inimmaginabile, eppure la loro produzione e utilizzo su larga scala risale solo al 1950 circa. Sebbene le prime materie plastiche sintetiche, come la bachelite, siano apparse all’inizio del XX secolo, l’uso diffuso di plastica non si è verificato fino a dopo la seconda guerra mondiale. La conseguente rapida crescita della produzione di materie plastiche è straordinaria, superando la maggior parte degli altri materiali artificiali. Eccezioni sono i materiali ampiamente utilizzati nel settore delle costruzioni, come l’acciaio e il cemento.
Il più grande mercato della plastica è l’imballaggio di conseguenza, la quota di plastica nei rifiuti solidi urbani (in massa) è aumentata da meno dell’1% nel 1960 a oltre il 10% entro il 2005 nei paesi a reddito medio e alto. Allo stesso tempo, la produzione globale di rifiuti solidi, che è fortemente correlata al reddito nazionale lordo pro capite, è cresciuta costantemente negli ultimi cinque decenni.
Nessuna delle plastiche comunemente usate è biodegradabile, di conseguenza, si accumulano, anziché decomporsi, nelle discariche o nell’ambiente naturale. L’unico modo per eliminare definitivamente i rifiuti di plastica è il trattamento termico distruttivo, come la combustione o la pirolisi. Pertanto, la contaminazione quasi permanente dell’ambiente naturale con i rifiuti di plastica è una preoccupazione crescente. I detriti di plastica sono stati trovati in tutti i principali bacini oceanici, con una stima di 4-12 milioni di tonnellate (Mt) di rifiuti di plastica generati sulla terraferma che entrano nell’ambiente marino solo nel 2010. Anche la contaminazione dei sistemi di acqua dolce e degli habitat terrestri è sempre più segnalata, così come la contaminazione ambientale con fibre sintetiche. I rifiuti di plastica sono ora così onnipresenti nell’ambiente che è stato suggerito come indicatore geologico della proposta era dell’Antropocene.
Presentiamo la prima analisi globale di tutte le materie plastiche prodotte in serie mai realizzata sviluppando e combinando dati globali sulla produzione, l’uso e il destino di fine vita delle resine polimeriche, delle fibre sintetiche e degli additivi in un modello di flusso di materiale completo. L’analisi include termoplastiche, termoindurenti, poliuretani (PUR), elastomeri, rivestimenti e sigillanti, ma si concentra sulle resine e sulle fibre più diffuse: polietilene ad alta densità (PE), PE a bassa densità e lineare a bassa densità, polipropilene (PP) , polistirene (PS), polivinilcloruro (PVC), polietilentereftalato (PET) e resine PUR; e fibre di poliestere, poliammide e acrilico (PP&A). Il polimero puro viene miscelato con additivi per migliorare le proprietà del materiale.
RISULTATI DELLO STUDIO
In media, troviamo che le plastiche non fibrose contengono il 93% di resina polimerica e il 7% di additivi in massa. Quando si includono gli additivi nel calcolo, la quantità di plastica non fibrosa (d’ora in poi definita come resine più additivi) prodotta dal 1950 aumenta a 7300 Mt. Le fibre PP&A aggiungono altri 1000 Mt. Plastificanti, riempitivi e ritardanti di fiamma rappresentano circa i tre quarti di tutti gli additivi. I gruppi più grandi nella produzione totale di materie plastiche non in fibra sono PE (36%), PP (21%) e PVC (12%), seguiti da PET, PUR e PS (<10% ciascuno). Il poliestere, la maggior parte del quale è PET, rappresenta il 70% di tutta la produzione di fibre PP&A. Insieme, questi sette gruppi rappresentano il 92% di tutte le materie plastiche mai prodotte. Circa il 42% di tutte le plastiche non fibrose è stato utilizzato per l’imballaggio, composto prevalentemente da PE, PP e PET. Il settore dell’edilizia e delle costruzioni, che ha utilizzato il 69% di tutto il PVC, è il successivo settore di consumo più grande, utilizzando il 19% di tutte le plastiche non fibrose.
Il destino dei rifiuti di plastica
Esistono essenzialmente tre diversi destini per i rifiuti di plastica. Innanzitutto, può essere riciclata o rielaborata in un materiale secondario. Il riciclaggio ritarda, piuttosto che evita, lo smaltimento finale. Riduce la futura produzione di rifiuti di plastica solo se sostituisce la produzione primaria di plastica; tuttavia, a causa della sua natura controfattuale, questo spostamento è estremamente difficile da stabilire. Inoltre, la contaminazione e la miscelazione di tipi di polimeri generano plastiche secondarie di valore tecnico ed economico limitato o basso. In secondo luogo, la plastica può essere distrutta termicamente. Sebbene esistano tecnologie emergenti, come la pirolisi, che estrae il carburante dai rifiuti di plastica, fino ad oggi praticamente tutta la distruzione termica è avvenuta mediante incenerimento, con o senza recupero di energia. Gli impatti sull’ambiente e sulla salute degli inceneritori di rifiuti dipendono fortemente dalla tecnologia di controllo delle emissioni, nonché dalla progettazione e dal funzionamento degli inceneritori. Infine, la plastica può essere scartata e contenuta in un sistema gestito, come discariche sanitarie, o lasciata non contenuta in discariche aperte o nell’ambiente naturale.
Dall’inizio dell’era della plastica quanti rifiuti sono ancora in giro?
Stimiamo che 2500 Mt di plastica, ovvero il 30% di tutta la plastica mai prodotta, siano attualmente in uso. Tra il 1950 e il 2015, la produzione cumulativa di rifiuti di plastica primaria e secondaria (riciclata) è stata di 6300 Mt. Di questi, circa 800 Mt (12%) di plastica sono stati inceneriti e 600 Mt (9%) sono stati riciclati, di cui solo il 10% è stato riciclato più di una volta. Circa 4900 Mt – il 60% di tutta la plastica mai prodotta – sono stati scartati e si stanno accumulando nelle discariche o nell’ambiente naturale. Di questi, 600 Mt erano fibre PP&A. Nessuna delle plastiche prodotte in serie si biodegrada in modo significativo; tuttavia, la luce solare indebolisce i materiali, provocando la frammentazione in particelle note per raggiungere dimensioni di millimetri o micrometri. La ricerca sugli impatti ambientali di queste “microplastiche” negli ambienti marini e di acqua dolce ha subito un’accelerazione negli ultimi anni, ma si sa poco dell’impatto dei rifiuti di plastica negli ecosistemi terrestri.
Prima del 1980, il riciclaggio e l’incenerimento della plastica erano trascurabili. Sulla base dei limitati dati disponibili, i tassi di riciclaggio più elevati nel 2014 sono stati in Europa (30%) e Cina (25%), mentre negli Stati Uniti il riciclaggio della plastica è rimasto stabile al 9% dal 2012. In Europa e Cina, i tassi di incenerimento sono aumentati nel tempo fino a raggiungere rispettivamente il 40 e il 30% nel 2014. Tuttavia, negli Stati Uniti, l’incenerimento di materie plastiche non in fibra ha raggiunto il picco del 21% nel 1995 prima di scendere al 16% nel 2014 con l’aumento dei tassi di riciclaggio, con tassi di scarto che sono rimasti costanti al 75% durante quel periodo di tempo. Le informazioni sulla gestione dei rifiuti per altri 52 paesi suggeriscono che nel 2014 il resto del mondo aveva tassi di riciclaggio e incenerimento simili a quelli degli Stati Uniti. Ad oggi, i tessuti a fine vita (prodotti in fibra) non subiscono tassi di riciclaggio significativi e vengono quindi inceneriti o scartati insieme ad altri rifiuti solidi.
I dati sulla produzione di materie plastiche primarie descrivono una robusta tendenza temporale nel corso dell’intera storia. Se la produzione dovesse continuare su questa curva, l’umanità avrebbe prodotto 26.000 Mt di resine, 6000 Mt di fibre PP&A e 2000 Mt di additivi entro la fine del 2050. Ipotizzando modelli di utilizzo coerenti e proiettando le attuali tendenze globali di gestione dei rifiuti al 2050 (figura), 9000 Mt di rifiuti di plastica saranno stati riciclati, 12.000 Mt inceneriti e 12.000 Mt gettati in discarica o nell’ambiente naturale.
GRAFICO: generazione e smaltimento cumulativi di rifiuti di plastica (in milioni di tonnellate).
La crescita della produzione di plastica negli ultimi 65 anni ha notevolmente superato qualsiasi altro materiale prodotto. Le stesse proprietà che rendono la plastica così versatile in innumerevoli applicazioni – durata e resistenza alla degradazione – rendono questi materiali difficili o impossibili da assimilare per la natura. Pertanto, senza una strategia di gestione ben progettata e su misura per le plastiche a fine vita, gli esseri umani stanno conducendo un singolare esperimento incontrollato su scala globale, in cui miliardi di tonnellate di materiale si accumuleranno in tutti i principali ecosistemi terrestri e acquatici. sul pianeta. I relativi vantaggi e svantaggi di dematerializzazione, sostituzione, riutilizzo, riciclaggio dei materiali, termovalorizzazione, e le tecnologie di conversione devono essere attentamente considerate per progettare le migliori soluzioni alle sfide ambientali poste dall’enorme e sostenuta crescita globale nella produzione e nell’uso delle materie plastiche.
Tratto dallo studio scientifico di Roland Geyer, Jenna R. Jambeck e Kara Lavender Law pubblicato il 19 luglio 2017 su SciencesAdvances https://advances.sciencemag.org/content/3/7/e1700782
