Voiko maskeja käyttää uudelleen ja kierrättää?

Voiko maskeja käyttää uudelleen tai kierrättää?

Osallistuin 26. ja 27.9.2023 Greenrealityn järjestämään ”Kiertokulku- Etelä-Karjalan kiertotalous nyt ja huomenna” -seminaariin ja kuulin Etelä-Karjalassa meneillään olevista hankkeista ja projekteista. Sen tiedän, että kiertotalous ulottuu monitahoisesti suunnittelusta tuotteiden uudelleenkäyttöön ja palveluihin asti. Sitä en tiennyt, että loppujen lopuksi sitä sovelletaan jo kaupunkisuunnittelussa, tapahtumien järjestämisessä, ravinteiden kierrossa ja jopa polyesterikuitujen valmistamisessa jätehiilidioksidista. Miksipä ei, sillä kiertotalouden ajattelutapaa voi soveltaa lähes kaikkialla, missä materiaalia käytetään ja se heitetään pois tai vaikka prosessissa, jossa syntyy sivuvirtoja. On kannustavaa nähdä, että jätteiden lajittelu kannattaa, sillä nykyään pystytään lajitelluista biojätteistä valmistaan mm. biokaasua autoille ja puu- ja muovijätteestä valmistamaan kaatopaikalla komposiittimateriaalia. Pohdittiin myös, että pystytäänkö nykyään käyttämään esim. valmistettua kierrätysmateriaalia mahdollisimman tehokkaasti ja mitkä seikat vaikuttavat markkinoille pääsyyn. Yleensä hinta on ollut määräävä tekijä.

Seminaarista heräsi ajatus, että voiko kertakäyttöisten käytettyjen kasvomaskeja kierrättää ja onko niitä jo testattu millaisiin sovelluksiin? Kasvomaskien kierrättäminen takaisin kasvomaskiksi vaatii puhdistusmenetelmät ja prosessit, jotka takaavat sen, että materiaalista on eliminoitu bakteerit ja virukset. Todennäköisesti on helpompaa kierrättää sellaisiin sovelluksiin, joissa puhtaus ei ole ensisijainen kriteeri.

Puhdistus on tärkeää

Yleinen käsitys on, että sairaalassa käytettäviä kirurgisia kasvomaskeja ei voi kierrättää. Kasvomaskit ovat kontaktissa suun ja nenän kanssa, jolloin materiaali pitää olla puhdasta ja turvallista käyttää ilman kemikaalijäämiä ja hajuja. Lisäksi kuitujen laatu pitää olla erittäin hyvä, jotta saavutetaan hyvät kasvomaskin suodattavuusominaisuudet. Maskien valmistuksessa suodatinkerrokseen lisätään sähköstaattinen varaus parantamaan suodatustehokkuutta, joka voi vaurioitua puhdistuskäsittelyssä.

Henkilösuojaimet on tarkoitettu ja valmistettu kertakäyttöisiksi. Koronapandemian tuoman suojainvajeen vuoksi tehtiin monia tutkimuksia niiden puhdistusmenetelmistä ja uudelleenkäytöstä. On olemassa monia puhdistusmenetelmiä, kuten UV-säteily, kuiva ja kostea lämpökäsittely, autoklaavaus tai mikroaallon tuottamassa höyry. Kemiallisissa puhdistusmenetelmissä käytetään alkoholia/etanolia, etyleenioksidia, valkaisuainetta tai höyrystettyä vetyperoksidia (Derraik et al. 2020, G. Varghese et al. 2022). Näistä lämpökäsittely ja UV-säteily ovat puhdistusmenetelmiä, joita voidaan soveltaa käytäntöön laajamittaisesti ja nopeasti ilman, että tarvitaan erityisiä laitteistoja, kuten esim. vetyperoksidikäsittelyssä (Laatikainen et al. 2022). Suojaimen pinnan UV-käsittely (UVC, 200–280 nm, 1500-2000 mJ/cm²) tai lämpökäsittely 60–65 °C 90 min ajan tai 70–75 °C 60 min ajan mitä todennäköisimmin johtaa koronan (SARS-CoV-2) inaktivoitumiseen polypropeenivalmisteisen hengityssuojaimen pinnalta, mutta tarkat olosuhteet ja puhdistuskerrat ovat mallikohtaisia (Derraik et al. 2020). Suositus on 5 puhdistuskertaa.

Kiiskisen (2021) työssä selvitettiin, että UV-säteilyn puhdistustulokseen vaikuttavat mm. käytetyn kankaan paino, paksuus, huokoisuus, kuitujen kemiallinen koostumus, käytetty väripigmentti, kasvomaskin taitokset, kontaminaatioaste, aurinkorasvan ja meikkivoiteen määrä jne. Kaikki nämä muuttujat tekevät maskien puhdistamisesta todella haastavaa.

VTT:n tutkimukset (VTT 2020) ovat osoittaneet, että kertakäyttöiset kirurgiset hengityssuojaimet ovat kymmenen pesun jälkeen keittämällä tai konepesussa yhtä tehokkaita kuin kangasmaskit. Pesussa suodatintehokkuus kuitenkin alenee sen verran, etteivät pestyt kirurgiset hengityssuojaimet sovellu enää ammattikäyttöön. Todennäköisesti vesipesu poistaa filtterikerroksen varauksen huonontaen suodattimen tehoa, kuten tapahtuu puhdistamalla maskeja esim. alkoholiliuoksella (Derraik et al. 2020, Kiiskinen 2021).

Kierrätetyille maskeille on jo monta sovellusta

Kasvomaskeja on jo kierrätetty moniin sovelluksiin. Kasvomaskeissa käytetty polymeeri on termoplastista eli lämpömuovautuvaa, eli on mahdollista sulattaa ne ja valmistaa uudelleen esimerkiksi pelleteiksi. Ensimmäisellä googlauksella löytyi Helsingin sanomien uutinen, että kasvomaskeista on alettu valmistamaan puutarhatuoleja ja autonosia (Helsingin Sanomat 19.5.2021). Laajempi tarkastelu osoitti, että käytettyjä maskeja on sovellettu moneen käyttötarkoitukseen, kuten:

• vahvistamaan rakennusainemateriaaleja (Idrees et al. 2022, Vitacore 2023),
• asfalttipohjaisissa tienpäällysteissä (Saberian et al. 2021, RMIT-University 2021).
• huokoisissa äänenvaimentimissa (Maderuelo-Sanz et al. 2021),
• muovisten visiireiden valmistamisessa (Plaxtil 2020),
• grafeenioksidin valmistamiseen betonin lujitteeksi (Li et al. 2022),
• nitriilikumiseoksessa (G. Varghese et al. 2022),
• valkoista valoa emittoivissa LED:issä (Perikala and Bhardwaj 2022),
• puu- ja komposiittisovelluksiin (TerraCycle 2023),
• pyrolyysiöljyn valmistukseen (Fraunhofer Institute UMSICHT, SABIC and Procter & Gamble, Textile technology 2021),
• puutarhatuolit ja -pöydät (Thermal Compaction Group 2023) ja
• koulutuolit ja työkalulaatikot (Sky news 2021).

Käytettyjen maskien prosessointi

Kerätyille kasvomaskeille on tehty erilaisia käsittelytapoja. Eräässä sovelluksessa käytetyt kasvomaskit on kerätty, käsitelty/jauhettu, yhdistetty sidosaineen kanssa, puhdistettu ja lopuksi kierrätetty. Esimerkkinä TerraCycle, joka kerää Zero Waste- laatikoissa käytettyjä henkilökohtaisia suojainvarusteita (PPE) ja kasvomaskeja (kirurgiset maskit, KN95, N95), lajittelee ja lähettää ne edelleen pellettien ja granulaattien valmistukseen, jota voidaan käyttää esim. terassien puu- ja komposiittisovelluksiin (TerraCycle 2023). Maskeista erotetaan myös metalliset nenäklipsit, joista valmistetaan mm. metallilevyjä.

Yksi vaihtoehto kasvomaskien prosessointiin on pyrolyysi, jossa revityt maskit muutetaan termokemiallisesti pyrolyysiöljyksi (Textile technology 2021). Pyrolyysi hajoittaa muovin molekyylisiksi fragmenteiksi paineen ja lämmön avulla, mikä myös tuhoaa minkä tahansa epäpuhtauden tai patogeenin koronaviruksen mukaan lukien.

Yhteenveto

Kertakäyttöisten kasvomaskien kierrätys muihin sovelluksiin on mahdollista ja erilaisia sovelluksia on julkaistu monia, kuten on lueteltu yllä. Jos halutaan puhdistaa kasvomaskeja terveydenhuollon ammattikäyttöön, puhdistusmenetelmien pitää olla tehokkaita, helppoja ja ne eivät saa tuhota valmistuksen aikana polymeeriin lisättyä sähköstaattista varausta. Koska maskit on tehty eri materiaaleista tai mahdollisesti pintakäsitelty myös jollain aineella sekä ne saattavat sisältää muuta likaa, kuten meikkivoidetta ja aurinkorasvaa, puhdistamisesta tulee vaikeaa. Haastavaksi puhdistamisen tekee myös sen kustannukset, että tuleeko maskin puhdistaminen aina kalliimmaksi kuin uuden maskin ostaminen. Puhdistusmenetelmien tutkiminen kuitenkin on tärkeää, sillä niitä tullaan tarvitsemaan silloin, kun maskeista on pulaa, kuten oli COVID-19 -pandemian aikana.

Olisiko erilaisten puhdistusmenetelmien kombinaatio ratkaisu tai ihan uusi puhdistusmenetelmä tähän ongelmaan? Keksitäänkö vielä lisää sovelluskohteita käytetyille maskeille, jotta syntyvää jätettä voidaan käyttää hyödyksi? Olisiko se tulevaisuudessa mahdollista, että sairaanhoitaja voisi käyttämästään maskista valmistaa uuden ja puhdistetun nappia painamalla ja vielä sellaisen, joka sopisi hänen kasvojensa muotoon paremmin ja olisi suodatusominaisuuksiltaan yhtä tehokas kuin alkuperäinen. Se jää nähtäväksi.

Referenssit

Fant, S. (25.1.2022), Recycling Covid masks: here are those who attempt it around the world. https://www.renewablematter.eu/articles/article/recycling-covid-masks-h….

Derraik, J.G.B., Anderson, W.A., Connelly, E.A. et al. and Anderson, Y.C. (2020). Rapid Review of SARS-CoV-1 and SARS-CoV-2 Viability, Susceptibility to Treatment, and the Disinfection and Reuse of PPE, Particularly Filtering Facepiece Respirators. Int.J.Environ.Res. Public Health 17(17): 6117.

George Varghese P. J, Deepthi Anna David, Anas Karuth, Jabeen Fatima Manamkeri Jafferali, Sabura Begum P. M, Jinu Jacob George, Bakhtiyor Rasulev and Prasanth Raghavan (2022). Experimental and Simulation Studies on Nonwoven Polypropylene− Nitrile Rubber Blend: Recycling of Medical Face Masks to an Engineering Product. Acs Omega, 7, 4791-4803.

Helsingin Sanomat (19.5.2021). Maailmassa käytettiin viime vuonna liki 130 miljardia kasvo­maskia joka kuukausi – Jäteongelmaa hillitään valmistamalla maskeista puutarha­tuoleja ja autonosia.

Idrees, M., Akbar, A., Mohamed, A.M., Fathi, D. and Saeed, F. (2022) Recycling of Waste Facial Masks as a Construction Material, a Step towards Sustainability, Materials (Basel) 15(5): 1810.

Kiiskinen, T. (2021). Mikrobien desinfiointi ultraviolettisäteilyllä suu- ja nenäsuojaimista. Kandidaatintutkielma, Biokemian ja molekyylilääketieteen tiedekunta, Oulun yliopisto. 33 pp.

Laatikainen, K., Mesilaakso, M., Kulmala, I., Makela, E., Ruutu, P., Lyytikainen, O., Tella, S., Humppi, T., Salo, S., Haataja, T., Helminen, K., Karppinen, H., Kahkonen, H., Vainiola, T., Blomqvist, K., Laitinen, S., Peltonen, K., Laaksonen, M., Ristimaki, T. and Koivisto, J. (2022). Large-scale decontamination of disposable FFP2 and FFP3 respirators by hydrogen peroxide vapour, Eurosurveillance, 27(11).

Li, Z., Zhang, Z., Fei, M-e and Shi, X. (2022). Upcycling waste mask PP microfibers in portland cement paste: Surface treatment by graphene oxide. Materials Letters 318, 132238. 

Melillo, G. (12.8.2022). https://thehill.com/changing-america/sustainability/environment/3597482….

Maderuelo-Sanz, R., Acedo-Fuentes, P., García-Cobos, F.J., Sánchez-Delgado, F.J., Mota-López, M.I. and Meneses-Rodríguez, J.M. (2021). The recycling of surgical face masks as sound porous absorbers: Preliminary evaluation. Science of the Total Environment 786, 147461.

Perikala, M. and Bhardwaj, A. (2022). Waste to white light: a sustainable method for converting biohazardous waste to broadband white LEDs. RDS Adv. 12(18), 11443-11453.

Plaxtil (27.8.2020). https://www.france24.com/en/20200827-face-mask-recycling-french-firm-fi….

RMIT-University (3.2.2021). https://www.rmit.edu.au/news/all-news/2021/feb/recycling-face-masks-int….

Saberian,M. Li, J., Kilmartin-Lynch and Mahdi Boroujeni, S. (2021). Repurposing of COVID-19 single-use face masks for pavements base/subbase, Science of the Total Environment, 769, 145527.

Sky News (13.4.2021). COVID-19: 'Game-changing' PPE recycling technology turns masks and gowns into school chairs https://news.sky.com/story/covid-19-game-changing-ppe-recycling-technol….

TerraCycle (2023). https://www.terracycle.com/en-CA/pages/ppe-recycling. Luettu 5.10.2023.

Textile technology (2021). Joint forces in recycling for facemasks. https://www.textiletechnology.net/technical-textiles/news/fraunhofersab…

Thermal Company Group (2023): COVID-19: 'Game-changing' PPE recycling technology. https://www.tcgsolutions.co.uk/blog/covid-19-game-changing-ppe-recyclin…

Vitacore (2023). https://www.vitacore.com/recycling-program. Luettu 5.10.2023.

VTT (16.10.2020), VTT selvitti, ovatko kertakäyttöiset suojaimet ja kangasmaskit puhdistettavissa kotikonstein. https://www.vttresearch.com/fi/uutiset-ja-tarinat/vtt-selvitti-ovatko-k….

Krista Koljonen, BioProtin projektipäällikkö