Оценка жизненного цикла методов утилизации полимерных отходов на примере полиэтилена высокого давления и резины отработанных покрышек

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.

1. 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.

2. 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.

3. 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.

4. 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.2020.109932

5. 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.

6. 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.

7. 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.

8. 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.

9. 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.

10. Han W., Han D., Chen H. Pyrolysis of waste tires: a review. Polymers. 2023. Vol. 15. ID. 1604. https://doi.org/10.3390/polym15071604.

11. 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.

12. 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.

13. 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.

14. 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.

15. 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.

16. 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.

17. 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.