Tallinna Tehnikaülikoolis magistrikraadi kaitsnud Anneli Sügis uuris vanemlektori Nele Nutt’i ja emeriitprofessor Mari Ivaski juhendamisel kolme kuu jooksul, milline on tekstiilmaterjalide efektiivseim kompostimisviis ning kuidas üldse hinnata looduslike ja sünteetiliste kiudude lagunemise erinevust. Peagi valmib sel teemal ka teadusartikkel.
Põhjus, miks see teema on aktuaalne, pole kellelegi saladus. Tekstiilisektori negatiivset mõju saab seletada peamiselt rahvastiku kasvu ja elatustaseme tõusust tingitud tootmis- ja tarbimissüsteemidega, sh kiirmoe võidukäiguga. Madala kvaliteediga kiirmoetööstuse toodangust jääb alles tonnide viisi jäätmeid, millega pole midagi peale hakata, mis koormavad keskkonda ning mõjutavad tõsiselt ka vee- ja energiaressursse.
Kolm suurt küsimust
„Magistritöö eesmärgiks oligi välja selgitada looduslike ja sünteetiliste tekstiilmaterjalide lagunemise aste, leida efektiivseim kompostimisviis ning hinnata looduslike ja sünteetiliste kiudude lagunemise erinevust,“ märkis Sügis, kes katsetas tekstiilikiudude kompostimist TalTechi Tartu kolledži laboris.
Tekstiilikiudude lagunemise uurimiseks püstitas Sügis uurimisküsimused järgnevalt: Millised tekstiilikiud lagunevad rohkem – kas loodulikud või sünteetilised kiud? Samuti, kas kompostimisviis mõjutab nende lagunemist?
Mida ja kuidas kompostiti?
Selleks, et saada võimalikul hea ülevaade erinevate tekstiilmaterjalide lagunemisest, valiti katsesse kuus erinevat materjali ja neli erinevat substraati. Kolm kuud kestnud lagunemiskatse jooksul uuriti erinevast materjalist tekstiiljäätmete lagunemist erinevates keskkondades, eesmärgiga anda soovitusi materjalide taaskasutamiseks ehk milliseid materjale oleks otstarbekas kompostida.
Katsekehad valmistati kuuest erinevast kiust: taimne kiud (puuvill), loomne kiud (lambavill), sünteetilised kiud (polüester ja akrüül) ning taimse (puuvill) ja sünteetilise (polüester) materjali ning sünteetiliste materjalide (akrüül ja nailon) segust.
Materjalide lagunemise hindamiseks hoiti substraatides erinevat niiskussisaldust ja katse käigus analüüsiti, kas mikroorganismide ja vihmausside (vermikompost) esinemine avaldab mõju tekstiilkiudude lagunemisele. Kõige selle kohta leiab tööst põhjaliku ülevaate.
![Insener_tekstiil](https://haldus.taltech.ee/sites/default/files/styles/manual_crop/public/news-image/Insener_tekstiil.jpg?itok=9p-E2prF)
Mis selgus tekstiilmaterjalide kompostimisel?
Uurimistöö tulemused näitasid, et taimne materjal (puuvill) lagunes kogu katse jooksul ühtlase kiirusega. Loomse materjali (lambavill) lagunemine oli võrreldes puuvillaga madalam ja ebaühtlasem. Katse alguses toimus lagunemine aeglasemalt kui katse lõpus. Nii taimse kui ka loomse materjali lagunemine oli kiirem niisketes substraatides, mida niisutati kas vee või efektiivsete mikroorganismide lahusega. Segumaterjali, mille koostises oli taimset kiudu (50% puuvill + 50% polüester) lagunemine kiirenes katse teises pooles ehk pärast esimest kuud. Sarnaselt taimsete materjalidega oli lagunemine niiskemates substraatides kiirem.
Vihmausside roll kompostimisel
Sünteetiliste materjalide lagunemine erines looduslike materjalide lagunemisest. Näiteks akrüül lagunes vähesel määral ja vermikompostis toimus katse teisel poolel (alates teisest kuust) massi tõus. Autori sõnul võib põhjuseks olla see, et vermikompostis olevad vihmaussid pärssisid oma elutegevusega akrüülmaterjali lagunemist või siis muutsid keskkonna soodsamaks mikroorganismidele, kes teisel ja kolmandal kuul n-ö koloniseerisid materjali, mistõttu materjal muutus raskemaks.
Polüestri massitõus toimus kogu katse jooksul nii niiskes kui ka kuivas keskkonnas. Seda just katse keskel (teisel kuul). Erinevus oli vermikomposti substraadil, mil massi tõus toimus kuu aega hiljem ehk katse kolmandal kuul. Akrüüli ja nailoni segumaterjali massitõus toimus kogu katse jooksul, olenemata sellest kas tegu oli niiske või kuiva keskkonnaga. Kõige suurem massi tõus oli veega niisutatud ja vermikomposti substraadis ja toimus katse teisel kuul. Vermikompostis jätkus massi tõus ka kolmandal kuul.
Kuidas mõjutasid lagunemisprotsessi niiskus ja kuivus?
Kasutatud materjalide ja substraatide võrdlusel selgus, et looduslikud materjalid – 100% puuvill, 100% lambavill ja loodusliku kiu sisaldusega 50% puuvill + 50% polüester – lagunesid veega niisutatud substraadis, efektiivsete mikroorganismide lahusega niisutatud substraadis ning vermikompostis.
Samas sünteetilistest 100% polüester ja 65% akrüül + 35% nailon segumaterjalid ei lagunenud katseperioodil üheski substraadis. Seejuures 100% akrüül lagunes vähesel määral (massikadu kuni 1%) kolmes substraadis välja arvatud vermikompostis, kus esines massitõus. Teadlaste sõnul ongi akrüülkiud kompostimise suhtes väga vastupidav.
Kõige kuivemas substraadis olnud 100% looduslike ja loodusliku kiu sisaldusega materjalide massikadu oli katseperioodil tunduvalt madalam kui niisketes substraatides. See näitab, et substraadi niiskusesisaldusel on otsene mõju kompostimisprotsessile ehk et liiga kuiv keskkond pidurdab lagunemisprotsessi.
Veega niisutatud ja efektiivsete mikroorganismidega niisutatud substraadis oli 100% puuvill ja 50% puuvill+ 50% polüester materjalide keskmine summaarne massikadu katseperioodil sarnasel tasemel ning erinevust praktiliselt ei esinenud. Seevastu 100% lambavill lagunes 9% vähem, mis võis olla tingitud kiudude spetsiifikast, mis ei toeta mikroorganismide tegevust ning lagunemine toimub aeglasemalt.
Sünteetiliste materjalide kompostimise võimalusi tuleks edasi uurida
Kokkuvõttes saab öelda, et kompostimist võib kasutada tekstiiljäätmete lagundamiseks. Katse tulemused kinnitasid kirjanduses esitatut, et taimsed ja loomsed materjalid lagunevad kiiremine ja nende massikadu on suurem kui sünteetilistel materjalidel. Tulemused osutasid ka sellele, et taimsed materjalid lagunevad loomsetest kiiremini ja erinevate substraatide mõju lagunemisele on erinev.
Taimsete (puuvill) materjalide lagunemine võib toimuda vermikompostis paremini kui teistes, erinevate kompostimisviisidega substraatides. Seejuures vermikompostimisel lagunevad loomsed kiud aeglasemalt kui taimsed. Efektiivsete mikroorganismide lahusega niisutamine ei suurendanud märkimisväärselt looduslike ja loodusliku kiu sisaldusega materjalide massikadu.
Selgus, et sobivates keskkonnatingimustes võivad looduslikud kiud olla suurema lagunemise potentsiaaliga, mistõttu võib kaaluda kompostimist looduslike tekstiilmaterjalide utiliseerimise viisina.
Töö tulemused annavad suunad edasisteks uuringuteks. Sügis soovitab sünteetiliste materjalide lagunemise potentsiaali uurida pikema katseperioodi vältel, et selgitada välja, kas ja kui suures ulatuses sünteetilised materjalid lagunevad. Käesolev katse, mille kestvus oli kolm kuud, oli selleks liiga lühikene.
![Insener_tekstiil](https://haldus.taltech.ee/sites/default/files/styles/manual_crop/public/news-image/Insener_tekstiil2.jpg?itok=51-sGDYg)
Väga kiire lagunemine ei ole peamine eesmärk
Juhendaja Nele Nutt lisab, et kuigi Anneli Sügis uuris oma magistritöös lagunemise kiirust, siis alati ei olegi väga kiire lagunemine soovitud eesmärk. „Kui tekstiilmaterjali jäätmete utiliseerimiseks jaoks soovime võimalikult kiiret lagunemist, siis tekstiili taaskasutamiseks ei pruugi see omadus olla positiivne,“ selgitab ta. „Materjalide taaskasutamise küsimused on seotud jäätmete võimaliku uuesti kasutamisega ning sellisel juhul on küsimus hoopis selles, kui kaua ja millistes tingimustes materjalid vastu peavad või millise ajaühiku jooksul nad veel ei lagune. Näiteks võib meil olla vaja tekstiilmaterjali, mis laguneb mitte vähem kui kahe aasta ja mitte rohkem kui nelja aastaga. Need on küsimused, millega TalTechi teadlased tegelevad ja Anneli Sügise magistritöö andis edasisteks uuringuteks selleks olulist infot.“
Mis on mis?
Looduslikud ja sünteetilised tekstiilmaterjalid
Looduslike alla kuuluvad taimsed, loomsed ja mineraalkiud, mis kõik jagunevad omakorda veel mitmesse rühma (nt loomsete puhul on kõik puutunud kokku lamba- või kitsevillaga jne). Looduslikud kiud on naturaalsel kujul küll biolagunevad, kuid tuleb arvestada, et nt lagunemise kiirust mõjutavad kanga tihedus, paksus ja struktuur ning keskkonnateguritest temperatuur, asukoha niiskustingimused ja ultraviolettkiirgus, ka tootmisel lisatavad värvained jne.
Keemilised kiudained jagunevad tehis-, sünteetilisteks- ja anorgaanilisteks kiudaineteks. Näiteks sünteetilised kiud on tugevad ja kerged, ei ima niiskust, ei lähe hallitama, samas ei hoia ka sooja, kuid kuivavad kiiresti ja ei tõmbu kokku jne.
Artikkel ilmus portaalis Novaator 27.06.2024