ekipЭкология и промышленность РоссииEcology and Industry of Russia1816-03952413-6042ООО "Калвис"10.18412/1816-0395-2025-7-33-39ekip-2964Research ArticleНАУЧНЫЕ РАЗРАБОТКИSCIENTIFIC DEVELOPMENTSОценка жизненного цикла методов утилизации полимерных отходов на примере полиэтилена высокого давления и резины отработанных покрышекLife Cycle Assessment of Polymer Waste Recycling Methods Using High-pressure Polyethylene and Waste Tyre Rubber as ExamplesКрасновскихМ.П.KrasnovskikhM.P.

канд. техн. наук, доцент

Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor

podpiska@kalvis.ruИльиныхГ.В.IlyinykhG.V.

канд. техн. наук, доцент

Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor

podpiska@kalvis.ruМокрушинИ.Г.MokrushinI.G.

канд. хим. наук, доцент; вед. науч. сотрудник

Cand. Sci. (Chem.), Associate Professor; Leading Research Fellow

podpiska@kalvis.ruВайсманЯ.И.VaismanYa.I.

д-р мед. наук, профессор

Dr. Sci. (Med.), Professor

podpiska@kalvis.ruПермский государственный национальный исследовательский университетРоссияPerm State National Research UniversityRussian FederationПермский национальный исследовательский политехнический университетРоссияPerm National Research Polytechnic UniversityRussian FederationПермский государственный национальный исследовательский университет; Российский научный центр "Прикладная химия (ГИПХ)"РоссияPerm State National Research University; Russian Scientific Centre "Applied Chemistry (GIPH)"Russian Federation2025140720252973339Copyright © ООО "Калвис", 20252025ООО "Калвис"ООО "Калвис"https://www.ecology-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.ecology-kalvis.ru/jour/article/view/2964

Проведена оценка жизненного цикла предлагаемых путей утилизации полимерных материалов. Рассмотрено три сценария для утилизации полиолефинов и резины отработанных покрышек: базовый – сжигание, а также традиционный пиролиз и медленный пиролиз под давлением. Для каждого случая выполнен инвентаризационный анализ: количественная оценка входных/выходных потоков, построение материального баланса и схемы жизненного цикла. Проанализировано воздействие технических решений на окружающую среду. Сделан вывод о неприемлемости сжигания для обоих видов отходов. Установлено, что метод медленного пиролиза под давлением имеет наименьшие риски воздействия на окружающую среду.

The life cycle of the proposed ways of polymer materials recycling was assessed. Three scenarios for the recycling of polyolefins and rubber from used tyres are considered: the basic one – incineration, as well as traditional pyrolysis and slow pyrolysis under pressure. For each case an inventory analysis was performed: quantification of input/output streams, development of a material balance sheet and life cycle diagram. The environmental impact of technical solutions was analysed. It is concluded that incineration is unacceptable for both types of waste. It is found that the method of slow pressurised pyrolysis has the lowest risks of environmental impact.

оценка жизненного циклаотходы полиэтилена высокого давленияотработанные покрышкиутилизация полимеровмедленный пиролизсценарии утилизацииснижение нагрузки на окружающую средуlife cycle assessmenthigh-pressure polyethylene wastewaste tyrespolymer recyclingslow pyrolysisrecycling scenariosenvironmental impact reductionReferencesОнищенко Г.Г. Актуальные проблемы и перспективы развития методологии анализа риска в условиях современных вызовов безопасности для здоровья населения Российской Федерации. Анализ риска здоровью. 2023. № 4. С. 4—18. DOI: 10.21668/health.risk/2023.4.01.Онищенко Г.Г. Актуальные проблемы и перспективы развития методологии анализа риска в условиях современных вызовов безопасности для здоровья населения Российской Федерации. Анализ риска здоровью. 2023. № 4. С. 4—18. DOI: 10.21668/health.risk/2023.4.01.Panda A.K., Singh R.K., Mishra D.K. Thermolysis of waste plastics to liquid fuel. A suitable method for plastic waste management and manufacture of value added products – A world prospective. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2010. Vol. 14(1). P. 233—248. doi:10.1016/j.rser.2009.07.005.Panda A.K., Singh R.K., Mishra D.K. Thermolysis of waste plastics to liquid fuel. A suitable method for plastic waste management and manufacture of value added products – A world prospective. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2010. Vol. 14(1). P. 233—248. doi:10.1016/j.rser.2009.07.005.Romero-Gómez M.I., Rubio-De-Hita P., Pedreño-Rojas M.A., Morales-Conde M.J., Pérez-Gálvez F. Recycling low-density polyethylene waste to produce eco-friendly gypsum composites. Waste Management and Environmental Impact XI. 2022. Vol. 257. P. 73—81. DOI:10.2495/WMEI220071.Romero-Gómez M.I., Rubio-De-Hita P., Pedreño-Rojas M.A., Morales-Conde M.J., Pérez-Gálvez F. Recycling low-density polyethylene waste to produce eco-friendly gypsum composites. Waste Management and Environmental Impact XI. 2022. Vol. 257. P. 73—81. DOI:10.2495/WMEI220071.Arabiourrutia M., Lopez G., Artetxe M., Alvarez J., Bilbao J., Olazar M. Waste tyre valorization by catalytic pyrolysis – A review. Renewable and sustainable energy reviews. 2020. Vol. 129. ID. 109932. doi:10.1016/j.rser.2020.109932Arabiourrutia M., Lopez G., Artetxe M., Alvarez J., Bilbao J., Olazar M. Waste tyre valorization by catalytic pyrolysis – A review. Renewable and sustainable energy reviews. 2020. Vol. 129. ID. 109932. doi:10.1016/j.rser.2020.109932Gebre S. H., Sendeku M.G., Bahri M. Recent trends in the pyrolysis of non‐degradable waste plastics. ChemistryOpen. 2021. Vol. 10(12), P. 1202—1226. https://doi.org/10.1002/open.202100184.Gebre S. H., Sendeku M.G., Bahri M. Recent trends in the pyrolysis of non‐degradable waste plastics. ChemistryOpen. 2021. Vol. 10(12), P. 1202—1226. https://doi.org/10.1002/open.202100184.Provo J., Fava J., Baer S. Life cycle assessment and the chemical engineer: a marriage of convenience. Current opinion in chemical engineering. 2013. Vol. 2. No. 3. P. 278—281. doi:10.1016/j.coche.2013.05.001.Provo J., Fava J., Baer S. Life cycle assessment and the chemical engineer: a marriage of convenience. Current opinion in chemical engineering. 2013. Vol. 2. No. 3. P. 278—281. doi:10.1016/j.coche.2013.05.001.Lopez E.C.R. The present and the future of polyethylene pyrolysis. Eng. Proc. 2023. Vol. 37. ID. 74. https://doi.org/10.3390/ECP2023-14695.Lopez E.C.R. The present and the future of polyethylene pyrolysis. Eng. Proc. 2023. Vol. 37. ID. 74. https://doi.org/10.3390/ECP2023-14695.Maqsood T., Dai J., Zhang Y., Guang M., Li B. Pyrolysis of plastic species. A review of resources and products. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. 2021. Vol. 159. ID. 105295. doi:10.1016/j.jaap.2021.105295.Maqsood T., Dai J., Zhang Y., Guang M., Li B. Pyrolysis of plastic species. A review of resources and products. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis. 2021. Vol. 159. ID. 105295. doi:10.1016/j.jaap.2021.105295.Ketov A., Korotaev V., Sliusar N., Bosnic V., Krasnovskikh M., Gorbunov A. Baseline data of low-density polyethylene continuous pyrolysis for liquid fuel manufacture. Recycling. 2022. Vol. 7. ID. 2. https://doi.org/10.3390/recycling7010002.Ketov A., Korotaev V., Sliusar N., Bosnic V., Krasnovskikh M., Gorbunov A. Baseline data of low-density polyethylene continuous pyrolysis for liquid fuel manufacture. Recycling. 2022. Vol. 7. ID. 2. https://doi.org/10.3390/recycling7010002.Han W., Han D., Chen H. Pyrolysis of waste tires: a review. Polymers. 2023. Vol. 15. ID. 1604. https://doi.org/10.3390/polym15071604.Han W., Han D., Chen H. Pyrolysis of waste tires: a review. Polymers. 2023. Vol. 15. ID. 1604. https://doi.org/10.3390/polym15071604.Zhang M., Qi. Y., Zhang W., Wang M., Li J., Lu Y., He J., Cao H., Xuan T., Xu H., S., Zhang.et al. A review on waste tires pyrolysis for energy and material recovery from the optimization perspective. Renewable and sustainable energy reviews. 2024. Vol. 199. ID. 114531. DOI: 10.1016/j.rser.2024.114531.Zhang M., Qi. Y., Zhang W., Wang M., Li J., Lu Y., He J., Cao H., Xuan T., Xu H., S., Zhang.et al. A review on waste tires pyrolysis for energy and material recovery from the optimization perspective. Renewable and sustainable energy reviews. 2024. Vol. 199. ID. 114531. DOI: 10.1016/j.rser.2024.114531.Geyer R., Jambeck J.R., Law K.L. Production, use, and fate of all plastics ever made. Science Advances. 2017. Vol. 3. No. 7. ID. 1700782. doi:10.1126/sciadv.1700782.Geyer R., Jambeck J.R., Law K.L. Production, use, and fate of all plastics ever made. Science Advances. 2017. Vol. 3. No. 7. ID. 1700782. doi:10.1126/sciadv.1700782.Rybiński P., Janowska G., Kucharska-Jastrzabek A., Pająk A., Grochowalska I., Wesolek D., Bujnowicz K. Flammability of vulcanizates of diene rubbers. Journal of thermal analysis and calorimetry. 2011. Vol. 107. No. 3. P. 1219—1224. doi:10.1007/s10973-011-1728-x.Rybiński P., Janowska G., Kucharska-Jastrzabek A., Pająk A., Grochowalska I., Wesolek D., Bujnowicz K. Flammability of vulcanizates of diene rubbers. Journal of thermal analysis and calorimetry. 2011. Vol. 107. No. 3. P. 1219—1224. doi:10.1007/s10973-011-1728-x.Dzene I., Rochas C., Blumberga D., Rosa M., Erdmanis A. Energy recovery from end-of-life tyres: untapped possibility to reduce CO2 emissions. Scientific journal of riga technical university. Environmental and climate technologies. 2010. Vol. 4. No. 1. P. 35—41. doi:10.2478/v10145-010-0015-6.Dzene I., Rochas C., Blumberga D., Rosa M., Erdmanis A. Energy recovery from end-of-life tyres: untapped possibility to reduce CO2 emissions. Scientific journal of riga technical university. Environmental and climate technologies. 2010. Vol. 4. No. 1. P. 35—41. doi:10.2478/v10145-010-0015-6.Бухаркина Т.В., Вержичинская С.В., Тарханова И.Г., Коновалов А.В. Переработка твердого остатка пиролиза автомобильных шин. Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2023 Т. 334. № 8. С. 79—90. DOI 10.18799/24131830/2023/8/4017.Бухаркина Т.В., Вержичинская С.В., Тарханова И.Г., Коновалов А.В. Переработка твердого остатка пиролиза автомобильных шин. Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2023 Т. 334. № 8. С. 79—90. DOI 10.18799/24131830/2023/8/4017.Onishchenko G.G., Zaitseva N.V., Kleyn S.V., Glukhikh M.V., Kir’yanov D.A., Kamaltdinov M.R. Variable effects of weather and climate on life expectancy and age-specific mortality from circulatory diseases in the regions of the Russian Federation. Russ. meteorol. hydrol. 2024. Vol. 49. P. 149—157. https://doi.org/10.3103/S1068373924020080.Onishchenko G.G., Zaitseva N.V., Kleyn S.V., Glukhikh M.V., Kir’yanov D.A., Kamaltdinov M.R. Variable effects of weather and climate on life expectancy and age-specific mortality from circulatory diseases in the regions of the Russian Federation. Russ. meteorol. hydrol. 2024. Vol. 49. P. 149—157. https://doi.org/10.3103/S1068373924020080.Ravishankara A.R., Daniel J.S., Portmann R.W. Nitrous Oxide (N2O): The dominant ozone-depleting substance emitted in the 21st century. Science. 2009. Vol. 326. No. 5949. P. 123—125. doi:10.1126/science.1176985.Ravishankara A.R., Daniel J.S., Portmann R.W. Nitrous Oxide (N2O): The dominant ozone-depleting substance emitted in the 21st century. Science. 2009. Vol. 326. No. 5949. P. 123—125. doi:10.1126/science.1176985.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.