Masinõpe teeb erinevate plastijäätmete väljakorjamise ja sorteerimise lihtsaks

Suurem osa plastist jääb praegu endiselt ringlusesse võtmata, ohustades tuhandete liikide - sealhulgas inimese - elu ja tervist. Foto: Stijn Dijkstra, Pexels

Londoni ülikooli kolledži teadlased leidsid viisi, kuidas eristada erinevaid kompostitavaid ja biolagunevaid plaste muust plastist ning neid automaatselt liigiti sorteerida. 

Plasti on kõikjal: toidunõud, kohvitassid, kilekotid. Mõnda neist plastidest, mida nimetatakse kompostitavateks plastideks, saab panna kontrollitud ehk tööstuslikes tingimustes biolagunema. Kuid need plastid näevad sageli välja identsed tavaliste plastidega, lähevad valesti ringlusse ja selle tulemusena saastavad tavalise plasti jäätmete voogusid ning vähendavad ringlussevõtu tõhusust. Samamoodi aetakse tavalist plasti sageli segi kompostitavaga, mille tulemus on saastunud kompost.

Londoni ülikooli kolledži (UCL) teadlased on oma katsete tulemuste kohta avaldanud artikli ajakirjas Frontiers in Sustainability. «Täpsus on väga kõrge ja võimaldab seda tehnikat tulevikus tööstuslikes ringlussevõtu- ja kompostimisrajatistes otstarbekalt kasutada,» ütles uuringu autor prof Mark Miodownik.

Liigitamise täpsus on erinev

Teadlased töötasid erinevat tüüpi plastidega, mille mõõtmed olid vahemikus 50 mm x 50 mm kuni 5 mm x 5 mm. Tavapärased plastproovid hõlmasid PPd ja PETi, mida kasutatakse sageli toidunõude ja joogipudelite jaoks, aga ka LDPEd, mida kasutatakse muu hulgas kilekottide ja pakendite jaoks. Kompostitavate plastproovide hulka kuulusid PLA ja PBAT, mida kasutati tassikaante, teekottide ja ajakirjade ümbriste jaoks; samuti palmilehe- ja suhkruroomassist valmistatud plastid, mida kasutatakse pakendite tootmiseks. Proovid jagati koolituskomplektiks, mida kasutati klassifikatsioonimudelite koostamiseks, ja testimiskomplektiks, mida kasutati täpsuse kontrollimiseks.

Tulemused näitasid suurt edukuse määra: mudel saavutas kõigi materjalide jaoks täiusliku täpsuse, kui proovide mõõtmed olid üle 10 mm x 10 mm. Suhkrurool või palmilehtedel põhinevate materjalide puhul, mille mõõtmed olid 10 mm x 10 mm või väiksemad, oli vale klassifitseerimise määr vastavalt 20 ja 40 protsenti.

Vaadates tükke mõõtmetega 5 mm x 5 mm, tuvastati mõned materjalid usaldusväärsemalt kui teised: LDPE ja PBAT tükkide puhul oli vale klassifitseerimise määr 20 protsenti. Mõlemad biomassist saadud materjalid tuvastati valdavalt valesti. Suhkruroost tehtud plasti puhul läks valesti 60 protsendil juhtudest, palmilehe-plasti puhul 80 protsendil juhtudest. Mudel suutis siiski tuvastada PLA, PP ja PET tükid ilma vigadeta, sõltumata proovide mõõtudest.

Väljaspool nähtavat

«Praegu käsitletakse tavaplastide taaskasutamisel enamikku kompostitavat plasti saasteainena, mis vähendab nende väärtust. ... Praeguse sõelumisprotsessi saasteainete tase on aga lubamatult kõrge,» selgitas Miodownik. «Kompostitava pakendi eelised realiseeruvad alles siis, kui need on tööstuslikult kompostitud ega satu keskkonda ega saasta teisi jäätmevooge ega pinnast.»

Täpsuse parandamiseks vajalike klassifitseerimismudelite väljatöötamiseks kasutati hüperspektraalset pilditehnikat (HSI). See tuvastab erinevate materjalide nähtamatud keemilised allkirjad nende skaneerimise ajal, luues ainest pikslite kaupa keemilise kirjelduse. Nende kirjelduste tõlgendamiseks ja materjali tuvastamiseks kasutati tehisintellekti mudeleid.

Plasti väärkäitlemine ringlussevõtul ja tööstuslikes kompostimisprotsessides on suur, mistõttu on vajalikud usaldusväärsed sorteerimismehhanismid. «Praegu on tuvastamise kiirus liiga väike, et seda tööstuslikus mastaabis rakendada,» märkis Miodownik. Kuid teadlased on kindlad, et nad suudavad protsessi kiirendada. 

Allikad: frontiersin.org, EurekAlert

Euroopa Liit pole suutnud plastijäätmetega toime tulla – enamik neist põletatakse, suur osa läheb prügimäele ning vaid veerand võetakse paberite järgi ringlusse. Rääkimata siis mikroplasti saasteprobleemist, mis on veel raskemini lahendatav. Reaalsus on, et suur osa ka formaalselt ringlussevõetud plastist kuhjatakse Aasias või Aafrikas lihtsalt loodusesse ... Vaata arve ja graafikuid siit.