Raskasmetallien adsorboituminen muoveihin

Abstract

Tämän tutkielman kirjallinen osa on yleiskatsaus muoveihin ja niiden kierrätykseen, raskasmetalleihin, niiden adsorptioon muoveihin, adsorptiomekanismeihin ja niihin vaikuttaviin tekijöihin. Tutkielmassa nostetaan myös esille muoveista aiheutuvat yhteiskunnalliset haasteet ja kierrätyksen tärkeys.

Tutkimusprojekti toteutettiin osana PlastLIFE -projektia (Project 101069513 – LIFE21-IPE-FI-PlastLIFE) ja siinä keskityttiin raskasmetallien adsorptioon 3D-tulostusjauhemuoveihin sekä tutkittiin pH:n vaikutusta adsorptioon. Lisäksi tutkittiin adsorptiota erilaisiin jätemuoveihin. Tutkittavat raskasmetallit olivat Fe, Ni, Cu, As, Mo, Sb, Pb, Cd, Mn, Zn, Co, Bi ja Hg.

Kaikki tutkittavat raskasmetallit adsorboituivat tyypillisiin 3D-tulostuksessa käytettäviin muoveihin vaihtelevin prosenttiosuuksin. Käytetyt muovit olivat nylon 6, 11 ja 12, polypropeeni, polystyreeni sekä termoplastinen polyuretaani. Näihin muoveihin nikkeli, antimoni, mangaani, sinkki, koboltti ja elohopea adsorboituivat kaikista vähiten, kun taas rauta, lyijy ja vismutti melko paljon. Muut raskasmetallit adsorboituivat siltä väliltä. Myös muovityyppi vaikutti adsorboitumiseen. Pitkäketjuiset nylonit 11 ja 12 sekä termoplastinen polyuretaani ottivat raskasmetalleja talteen paremmin kuin lyhytketjuinen nylon 6, polystyreeni ja polypropeeni.

Jätemuoveina käytettiin polyeteenin ja polypropeenin sekoitusta, kahta erilaista katemuovia, kumirouhetta, polyuretaanieristelevyä sekä keinonurmea. Adsorptio jätemuoveihin oli pienempää kuin tulostusmuoveihin. Mo ja Sb eivät adsorboituneet mihinkään ja Pb adsorboitui kaikkiin muovilaatuihin. Jätemuoveista kumirouhe oli kaikista tehokkain talteenottaja ja suurimmat adsorptioprosentit olivat 20–40 % välillä. Kadmiumin prosentit olivat jopa 60–80 %.