Haasteita pelkäämätön hanke kehitti vesistöissä kelluvan muoviroskan keräämiseen uusia ratkaisuja

Blogit
Jukka Sassi,
Mona Arnold

Pahoin saastunut Mithi-joki Mumbaissa puhdistuu muoviroskasta suomalaisen hankkeen ansiosta. Hankkeessa kehitetään ratkaisuja kelluvan roskan havainnointiin, jokien puhdistamisteknologiaan sekä muovijätteen kemialliseen kierrätykseen. Optiset sensorit tarjoavat uuden lähestymistavan kelluvan muoviroskan monitorointiin. Lajiteltujen muovijätejakeiden soveltuvuutta katalyyttiseen pyrolyysiin testattiin puolestaan Espoossa VTT:n Bioruukissa.

Jokivedet kuljettavat mukanaan merkittävän osan meriin päätyvästä roskasta; maailmanlaajuisesti 80 % muoviroskasta kulkeutuu meriin arviolta yli 1 000 joen kautta. Suurin osa muovijätteestä kulkeutuu pienten, tiheästi asuttujen alueiden läpi virtaavien jokien kautta.

Monitahoista ongelmaa ratkotaan yhteistyöllä ja paikallisia osallistaen

Mithi-joki kärsii useista ongelmista, jotka ovat johtaneet sen pilaantumiseen. Mumbaissa on noin 20 miljoonaa asukasta ja joki virtaa tiheästi asutetun alueen läpi. Jokea on käytetty yhdyskunta- ja teollisuusjätteen, eloperäisen jätteen, pesuvesien sekä jätevesien kaatopaikkana. Lisäksi joen tulviminen sekä runsas kasvillisuus ovat osaltaan heikentäneet joen ekologista tilaa.

Huhtamäen rahoittamassa hankkeessa ovat VTT:n lisäksi mukana YK:n teknologia- ja innovaatiolaboratorio UNTIL (nykyisin YK:n Global Pulse -yksikkö), kotimainen ympäristöteknologiayritys RiverRecycle sekä ja intialainen kansalaisvetoinen ympäristöliike Earth5R. RiverRecycle kehittää kokonaisratkaisua, jossa vedessä kelluva roska kerätään ja siitä eroteltu muovi kierrätetään. Earth5R on kouluttanut paikallista väestöä lajittelemaan ja kierrättämään kotitalousjätteitä. Global Pulse Finland on tukenut hanketta luomalla kansainvälisiä yhteyksiä Intiassa.

Kolme sensoria havainnoimassa muovia

VTT:n osuus hankkeessa keskittyy kahteen osa-alueeseen: optisten sensoreiden hyödyntämiseen kelluvan roskan havainnoinnissa sekä joesta kerättyjen muovijakeiden soveltuvuuteen kemialliseen kierrätykseen.

Hankkeen laboratoriokokeet suoritettiin helmikuussa 2021 VTT:n mallikoealtaassa Otaniemessä ja kenttäkokeet kesäkuussa 2021 Oulun lähellä jokiolosuhteissa. Molemmissa kokeissa kohteina käytettiin erikokoisia ja eri muovilaaduista valmistettuja, kotitalouksissa käytettäviä tuotteita: PET ja HDPE muovipulloja, LDPE muovikääreitä, PS tölkkejä sekä puukappaleita. Tavoitteena oli eri muovilaatujen erottaminen toisistaan materiaalispektrien avulla sekä muovien erottaminen orgaanisesta aineksesta. 

Käytimme molemmissa kokeissa Specim AFX17 NIR-spektrialueen (near infrared) hyperspektrikameraa sekä Dji Matrice M210 RTK -drooniin kiinnitettyä FLIR XT2 lämpökameraa (thermal infrared, TIR), jossa on integroituna myös tavallinen näkyvän valon alueen RGB-kamera. AFX17 ja XT2 testattiin kiinteässä asennuksessa ja XT2 lisäksi droonin kyydissä eri lentokorkeuksissa ja -nopeuksissa.

Tulosten perusteella voidaan todeta, että hyperspektrikameralla voidaan erottaa kelluvat kohteen sekä toisistaan että veden pinnasta, pois lukien mustat muovit. Lämpökamerakuvasta voidaan erottaa kohteet niiden muodon perusteella. Yhdistämällä kaikkien kolmen sensorin tuottama tieto voidaan roskat havaita veden pinnalta sekä erottaa muovit ja orgaaninen aines toisistaan. Seuraavassa vaiheessa pyritään erottelemaan eri muovilaadut toisistaan niiden tuottamien spektrien perusteella. 

VTT selvittää myös Mithi-joessa kelluvien muovijätteiden soveltuvuutta kemialliseen kierrätykseen. Jätteet on lajiteltu, niiden koostumus analysoitu ja seuraavaksi niiden soveltuvuus pyrolyysiin selvitetään VTT:n Bioruukin pilot-keskuksessa. Optimoimalla prosessiparametreja tavoitellaan mahdollisimman kannattavaa pyrolyysituotetta, jota voidaan käyttää polttoaineena tai kemian teollisuuden raaka-aineena. Tulevaisuudessa tavoitteena on yhteistyö pyrolyysitoimijoiden kanssa teknologian kapasiteetin kasvattamiseksi.

 

Kuvassa laitteistoa testataan Suomessa.

Jaa
Jukka Sassi

Jukka Sassi

Senior Scientist
Mona Arnold

Mona Arnold

Principal Scientist
Tutkimusosaaminen