Product safety of recycled construction and demolition waste plastics
Rikalainen, Mikko (2025)
Diplomityö
2025
School of Energy Systems, Konetekniikka
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe202501143658
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe202501143658
Tiivistelmä
Finland is committed to the EU recycling goals, but recycling construction and demolition waste (CDW) plastics is challenging due to the variable quality of the material and the presence of potentially harmful substances. The main objective of this thesis was to evaluate the product safety of CDW plastics, focusing particularly on volatile organic compounds (VOCs) and heavy metals.
In the experimental part, two products made from a recycled plastic mix, manufactured at different times, were tested. VOC emission tests were conducted by two external laboratories, and additionally, 18-day leaching tests were carried out in the Chemical Engineering Laboratory at LUT to measure the leaching of heavy metals and other tested elements.
The fresher sample (Sample B) exhibited significantly higher total VOC (TVOC) values than the earlier manufactured sample (Sample A). Some individual VOCs identified were classified as Substances of Very High Concern (SVHC) or Persistent Organic Pollutants (POPs) under the REACH Regulation. However, their quantity was low and is unlikely to limit the material's usability. In the leaching test results, the concentrations of the heavy metals lead, and mercury exceeded the limit of quantification. However, it cannot be directly concluded from these results whether this limits the use of the recycled material; more detailed analyses and comparisons with legislative limits are necessary.
The findings from this research can help promote the use of CDW plastics as a recycling material, but additional tests are required to assess the risks posed by harmful substances and to ensure safety. Suomi on sitoutunut EU kierrätystavoitteisiin, mutta rakennus- ja purkujätemuovien kierrätys on haasteellista materiaalin vaihtelevan laadun ja mahdollisten haitta-aineiden vuoksi. Tämän diplomityön päätavoitteena oli arvioida rakennus- ja purkujätemuovien tuoteturvallisuutta, erityisesti haihtuvien orgaanisten yhdisteiden (VOC) ja raskasmetallien suhteen.
Kokeellisessa osassa testattiin kahta eri aikaan ruiskuvalamalla valmistettua kierrätysmuovista tehtyä tuotetta, joiden VOC-päästötestit suoritettiin kahdella ulkopuolisella laboratoriolla ja lisäksi tehtiin LUT:n kemiantekniikan laboratoriossa 18 vuorokauden liukoisuuskokeet raskasmetallien ja muiden testattavien alkuaineiden liukenemisen mittaamiseksi.
Tuoreemmalla näytteellä (näyte B) oli huomattavasti korkeammat TVOC-arvot (kokonais-VOC) kuin aikaisemmin valmistetulla näytteellä (näyte A). Yksittäisistä VOC-yhdisteistä osa oli REACH-asetuksen mukaisia erityistä huolta aiheuttavia aineita (SVHC) tai pysyviä orgaanisia yhdisteitä (POP). Niiden määrä oli kuitenkin alhainen ja ei todennäköisesti rajoita materiaalin käyttöä. Liuotuskoetuloksissa raskasmetalleista lyijyn ja elohopean pitoisuudet ylittivät määritysrajan, mutta tuloksista ei voi suoraan päätellä rajoittaako se kierrätysmateriaalin käyttöä, vaan on suoritettava tarkempia analyyseja ja vertaamista lainsäädännössä määriteltyihin rajoihin.
Tästä tutkimuksesta saatua tietoa voidaan hyödyntää rakennus- ja purkujätemuovien käytön edistämisessä kierrätysmateriaalina, mutta lisätestit ovat tarpeen haitallisten aineiden riskin arvioimiseksi ja turvallisuuden varmistamiseksi.
In the experimental part, two products made from a recycled plastic mix, manufactured at different times, were tested. VOC emission tests were conducted by two external laboratories, and additionally, 18-day leaching tests were carried out in the Chemical Engineering Laboratory at LUT to measure the leaching of heavy metals and other tested elements.
The fresher sample (Sample B) exhibited significantly higher total VOC (TVOC) values than the earlier manufactured sample (Sample A). Some individual VOCs identified were classified as Substances of Very High Concern (SVHC) or Persistent Organic Pollutants (POPs) under the REACH Regulation. However, their quantity was low and is unlikely to limit the material's usability. In the leaching test results, the concentrations of the heavy metals lead, and mercury exceeded the limit of quantification. However, it cannot be directly concluded from these results whether this limits the use of the recycled material; more detailed analyses and comparisons with legislative limits are necessary.
The findings from this research can help promote the use of CDW plastics as a recycling material, but additional tests are required to assess the risks posed by harmful substances and to ensure safety.
Kokeellisessa osassa testattiin kahta eri aikaan ruiskuvalamalla valmistettua kierrätysmuovista tehtyä tuotetta, joiden VOC-päästötestit suoritettiin kahdella ulkopuolisella laboratoriolla ja lisäksi tehtiin LUT:n kemiantekniikan laboratoriossa 18 vuorokauden liukoisuuskokeet raskasmetallien ja muiden testattavien alkuaineiden liukenemisen mittaamiseksi.
Tuoreemmalla näytteellä (näyte B) oli huomattavasti korkeammat TVOC-arvot (kokonais-VOC) kuin aikaisemmin valmistetulla näytteellä (näyte A). Yksittäisistä VOC-yhdisteistä osa oli REACH-asetuksen mukaisia erityistä huolta aiheuttavia aineita (SVHC) tai pysyviä orgaanisia yhdisteitä (POP). Niiden määrä oli kuitenkin alhainen ja ei todennäköisesti rajoita materiaalin käyttöä. Liuotuskoetuloksissa raskasmetalleista lyijyn ja elohopean pitoisuudet ylittivät määritysrajan, mutta tuloksista ei voi suoraan päätellä rajoittaako se kierrätysmateriaalin käyttöä, vaan on suoritettava tarkempia analyyseja ja vertaamista lainsäädännössä määriteltyihin rajoihin.
Tästä tutkimuksesta saatua tietoa voidaan hyödyntää rakennus- ja purkujätemuovien käytön edistämisessä kierrätysmateriaalina, mutta lisätestit ovat tarpeen haitallisten aineiden riskin arvioimiseksi ja turvallisuuden varmistamiseksi.