Kleurstoffen: de vijand van recyclage?

‘De wereld die moet nog een eeuwigheid mee…’, Wat Louis Neefs in 1970 zong, is 53 jaar later actueler dan ooit. Dat dit thema jongeren van vandaag aanspreekt, wordt ook weerspiegeld in het succes van Metejoor’s cover van deze tekst in Liefde voor Muziek eerder dit jaar. Duurzaamheid is echter niet alleen een romantisch idee in een song, maar ook harde noodzaak in onze actuele samenleving. Milieuvervuiling tegengaan en duurzaamheid realiseren zijn essentiële actuele thema’s om een goede levenskwaliteit voor mensen en dieren nu - maar ook voor toekomstige generaties - te verzekeren. Vanuit dit groeiende duurzame bewustzijn wordt steeds kritischer gekeken naar verschillende sectoren die  sterk bijdragen aan milieuvervuiling, waarin bijvoorbeeld de textielindustrie een belangrijke speler is. Deze scriptie tracht bijgevolg bij te dragen aan het inperken van de milieu-impact van de textielsector, door middel van een zoektocht naar een milieuvriendelijke methode voor het ontkleuren van katoen als voorbehandeling voor efficiëntere recyclage.

Fast fashion als bron van milieuvervuiling

Decennialange ingewortelde consumptiepatronen en het bestaan van fast fashion maken dat wij als consument medeverantwoordelijk zijn voor milieuvervuiling via de textielindustrie, en dit op twee complementaire manieren.

Eerst en vooral doet de grote vraag naar nieuwe kledij de productie van nieuwe grondstoffen zoals katoen stijgen. Echter, productie van nieuw katoen draagt zelf een grote milieu-impact door het grote water-, land- en pesticiden-verbruik die bij deze teelt gepaard gaan, en door de chemische processen die uitgevoerd worden voor het kleuren en afwerken van het uiteindelijke textielproduct.

Ten tweede leidt de stijgende vraag naar nieuwe kledij ook tot grote hoeveelheden kleding en ander textiel dat op immense stortplaatsen terecht komt. Zo kwam in 2018 meer dan 66% van alle textielafval op stortplaatsen terecht, en werd slechts 15% gerecycleerd voor circulair gebruik van de grondstoffen. Deze bergen afgedankte kledij of ‘landfills’ zijn vaak een mix van natuurlijke (bijvoorbeeld katoen en linnen) en synthetische materialen (bijvoorbeeld polyesters en polyamides). De natuurlijke vezels zullen traag maar gestaag afgebroken worden door micro-organismen in de bodem. De synthetische vezels daarentegen zijn als het ware ‘plastics’ die amper op natuurlijke wijze afgebroken kunnen worden en na langdurige blootstelling aan weer en wind bijvoorbeeld als microplastics in de aarde en zeeën terecht kunnen komen, wat bijgevolg tot milieuverontreiniging leidt. Het storten van textiel in deze landfills legt ook de mogelijkheid tot hergebruik van de grondstoffen volledig lam, wat de vraag naar nieuw textiel enkel maar verder doet stijgen.

Met het oog op duurzaam omgaan met grondstoffen is aldus nog veel ruimte voor verbetering op vlak van recyclage. Textielafval meer frequent en meer efficiënt hergebruiken zou op twee manieren tegemoet komen aan duurzamer omgaan met textiel: het verkleint de noodzaak om grote hoeveelheden nieuwe grondstoffen te produceren en gebruiken, en zou de de textiel-afvalbergen beperken.

Kleurstoffen belemmeren het recyclage proces

Efficiënte recyclage wordt echter vaak nog belemmerd, onder meer doordat kleurstoffen en andere ‘vreemde stoffen’ worden toegevoegd aan het textiel in de verscheidene verf- en andere afwerkende behandelingen. De aanwezigheid van deze toegevoegde kleurstoffen kunnen de sterkte, en daardoor ook de kwaliteit, van het gerecycleerd katoen verminderen. Ontkleurd katoen zou dus efficiënter gerecycleerd kunnen worden tot een betere kwaliteit circulair katoen. Bijgevolg is het ontkleuren van textielafval een belangrijke voorbehandeling voor efficiënte recyclage.

Deze ontkleuring wordt reeds industrieel uitgevoerd, echter vaak via chemische processen die hoge energie- en chemicaliën-consumpties vereisen, en waarvan de chemische componenten bovendien vaak schadelijk zijn voor het textiel en toxisch voor het milieu. Om deze reden is de zoektocht naar milieuvriendelijkere ontkleuringsmethoden een populair actueel onderzoeksonderwerp. Zo werd recent bijvoorbeeld al regelmatig onderzoek gedaan naar verwijderen van kleurstoffen met behulp van biologische technieken (micro-organismen en enzymen).

Een milieuvriendelijk tegenoffensief

Deze scriptie betreft een initiële studie om na te gaan of ontkleuring van katoen met een aannemelijk milieuvriendelijker proces (met behulp van een ijzer-gekatalyseerde chemische reactie) haalbaar is, aan de hand van het schema zoals hieronder weergegeven wordt. Deze methode is milieuvriendelijker dan de industriële processen door een lager verbruik van chemicaliën en energie, en met het potentieel op ontwikkeling van een regeneratief proces waardoor chemische componenten hergebruikt kunnen worden en zo weinig mogelijk in de natuur terechtkomen. Deze chemische reactie werd reeds succesvol gebruikt in onderzoek naar het verwijderen van kleurstoffen uit afvalwater, maar nog nooit voor het verwijderen van kleurstoffen uit textielafval.

Een zwart en blauw gekleurd katoen werden ontkleurd via deze chemische reactie, met respectievelijk 62% en 73% ontkleuring. Volledige ontkleuring werd dus nog niet bekomen, maar deze initiële resultaten duiden wel reeds het potentieel van deze behandeling, dat in vervolgfasen van dit onderzoek nog verder geoptimaliseerd kan worden. De optimalisatie van parameters zoals temperatuur, de zuurtegraad en de concentraties van de chemicaliën in de oplossing zou de efficiëntie van het proces nog verder verhogen.

Zonder kleurstoffen wint circulariteit aan kwaliteit en kwantiteit

De chemische voorbehandeling die in deze scriptie werd toegepast heeft dus het potentieel om het ontkleuren van afval-katoen milieuvriendelijker te doen verlopen, en tegelijkertijd een efficiëntere recyclage van minder ‘gecontamineerd’ katoen teweeg te brengen. Het gebruik van deze behandeling in de industrie na verder uitgebreid en opgeschaald onderzoek kan leiden tot meer en efficiëntere recyclage, en daardoor gereduceerde milieu-impact van de textielsector.