Odpad má nové oči. Vědci ukazují, co všechno lze ještě vytřídit, změřit a získat

Fotografie místo váhy, světelné spektrum místo ručního třídění, dron místo člověka procházejícího skládku a z použité papírové utěrky glukóza pro biotechnologickou výrobu. Aktuální číslo odborného časopisu Detritus ukazuje, jak rychle se odpadové hospodářství propojuje s umělou inteligencí, spektroskopií, senzorikou a biotechnologiemi. Některé výsledky jsou překvapivě blízko praktickému využití, jiné současně připomínají, že mezi laboratorním pokusem a skutečným provozem stále zůstává podstatný rozdíl.

Čerstvé číslo časopisu Detritus, vydané 30. září 2026, přináší na 131 stranách deset recenzovaných odborných studií. Témata sahají od potravinového odpadu přes recyklaci plastů a elektroodpadu až po stavební a zdravotnické odpady, těžbu skládek, úniky metanu, energetické využití kalů a zdroje surovin v hydroponických střešních systémech. Právě rozmanitost studií ukazuje, jak širokým oborem se nakládání s odpady stává.

Jedna z prvních studií se zabývá problémem, který vypadá jednoduše, dokud se ho někdo nepokusí přesně změřit. Kolik potravinového odpadu skutečně vzniká? Vědci z University of Tuscia porovnávali odhad hmotnosti potravinového odpadu z fotografií pomocí umělé inteligence s odhadem člověka a skutečnou hmotností zjištěnou vážením. Výsledek je zajímavý právě svou střízlivostí. Umělá inteligence má potenciál výrazně usnadnit rozsáhlé sledování potravinového odpadu, její přesnost však ovlivňuje velikost porce a rozdíly mezi jednotlivými modely. Autoři proto docházejí k závěru, že další posun bude vyžadovat větší a rozmanitější soubory trénovacích dat a další vývoj modelů.

Když se střetne klasický plast s bioplastem

Jiná studie už ukazuje podstatně konkrétnější výsledek. Výzkumníci ze Sapienza University of Rome se zaměřili na problém, který dobře znají provozovatelé třídicích linek. V odpadu se stále častěji potkávají klasické plasty s bioplasty a malé množství nežádoucího polymeru může zhoršit kvalitu výsledného recyklátu. Vědci proto využili hyperspektrální zobrazování v krátkovlnné infračervené oblasti od 1 000 do 2 500 nanometrů a pomocí matematických metod a strojového učení rozlišovali PET, HDPE, PP, PS, EPS a tři typy PLA.

Výsledek je pozoruhodný. Na nezávislém souboru dosáhla metoda citlivosti a specificity mezi 0,96 a 1,00. Autoři přesto zdůrazňují, že jde o ověření konceptu. Studie tedy ukazuje velmi dobrou schopnost rozlišovat jednotlivé materiály, zároveň ale sama ještě nepředstavuje hotové průmyslové řešení. Její závěr míří k vývoji senzorového třídění, které by mohlo přesněji oddělovat fosilní plasty od bioplastů.

Zajímavý problém řeší také výzkum domácího elektroodpadu v srbském Novém Sadu. Vědci zde zjišťovali, co lidé dělají se starými elektrickými a elektronickými zařízeními a proč se jich nezbavují prostřednictvím organizovaného sběru. Výsledek ukázal zvláštní rozpor. Lidé si uvědomují, že elektroodpad může být nebezpečný a vyžaduje zvláštní nakládání, přesto je pravidelné předávání do oficiálního systému poměrně nízké. Staré přístroje proto často zůstávají doma. Hlavními důvody jsou nedostatek informací a obtížně dostupná sběrná infrastruktura.

Současně se ukázalo, že ochota domácností zapojit se do organizovaného sběru je vysoká. Významný vliv na ochotu finančně přispět na systém měl příjem domácnosti, zatímco věk ani vzdělání podle studie významný vliv neměly. Autoři proto docházejí k závěru, že samotné informování veřejnosti nestačí. Potřebná je dostupnější infrastruktura spolu s ekonomickými pobídkami.

Rychlé třídění po katastrofách i bezpečnější zdravotnický odpad

U stavebních a demoličních odpadů se pozornost přesouvá k rychlosti třídění. Po zemětřesení nebo jiné rozsáhlé události mohou během krátké doby vzniknout obrovská množství směsného materiálu a ruční identifikace jednotlivých složek je prakticky nepoužitelná. Výzkumníci proto testovali spektroskopii ve viditelné a krátkovlnné infračervené oblasti v kombinaci s chemometrickými metodami.

Význam takového přístupu spočívá především v rychlosti. Spektrum materiálu může poskytnout informace potřebné pro jeho zařazení bez toho, aby bylo nutné každý kus nejprve detailně analyzovat tradičními laboratorními metodami. Výsledky studie ukazují, že spektroskopie může být využitelná jako nástroj rychlé prvotní klasifikace stavebních a demoličních odpadů a současně pomoci při rozlišení materiálů s rozdílným režimem nakládání.

Ještě praktičtější důsledek má studie zdravotnických odpadů. Materiál kontaminovaný patogeny se dnes často automaticky řadí mezi nebezpečný odpad, což znamená přísnější režim nakládání a zpravidla také nákladnější konečné odstranění. Autoři z Ghent University a University Hospital Ghent proto vytvořili jednoduchý algoritmus, který hodnotí skutečné riziko pro pracovníky nakládající s odpadem.

Metoda kombinuje závažnost onemocnění podle klasifikace Světové zdravotnické organizace s hodnocením patogenity. Do něj vstupuje například schopnost patogenu přežívat mimo hostitele, způsob přenosu, cesta vstupu do organismu a infekční dávka. Výsledkem je číselné zařazení konkrétního patogenu a následně možnost stanovit hranici, od které má být odpad považován za skutečně nebezpečný.

Závěr studie je pro odpadové hospodářství poměrně významný. Autoři tvrdí, že takový datově založený přístup by mohl snížit množství odpadu označovaného jako nebezpečný, aniž by se tím zvýšilo zdravotní riziko pro pracovníky. Jinými slovy, přesnější posouzení vlastností odpadu může znamenat méně zbytečně náročného režimu.

Co odhalují skládky ze vzduchu i ze země

Velmi zajímavý příběh se odehrává také na skládkách. Při jejich těžbě se do ovzduší může dostávat materiál, který byl desítky let uložený v odpadu. Výzkumníci v Brazílii proto sledovali, zda výkopové práce podporují šíření mikroplastů atmosférou.

Výsledek byl jednoznačný. Nejvyšší depoziční rychlosti byly zaznamenány v blízkosti míst, kde se těžily starší vrstvy odpadu. Vědci zde nacházeli především vlákna a fragmenty světlého zbarvení, jejichž vzhled odpovídal pokročilému zvětrávání plastů. Studie současně upozorňuje, že sledované částice byly určeny pouze vizuálně a nebyla u nich provedena polymerní potvrzovací analýza. Autoři proto hovoří o předpokládaných mikroplastech.

Důležitý je samotný závěr. Těžba starých skládek může podporovat opětovné uvolňování mikroplastových částic a jejich šíření atmosférou. Při budoucích projektech landfill miningu by proto podle autorů mělo být sledování mikroplastů v ovzduší součástí environmentálního hodnocení.

Na jiném místě skládky může být současně potřeba hledat něco, co není vidět vůbec. Metan. Studie zaměřená na bezpilotní letecké prostředky ukazuje, že dron vybavený optickým senzorem může sloužit k měření emisí metanu přímo nad sledovaným provozem. Testování proběhlo na několika typech zdrojů včetně skládky a výsledky ukázaly, že metoda dokáže identifikovat prostorové rozložení emisí.

Na komunální skládce se naměřený tok metanu pohyboval mezi 3,7 a 11,5 gramu za sekundu. Autoři současně upozorňují na význam meteorologických podmínek, které patřily mezi hlavní zdroje nejistoty měření. Přesto studie ukazuje zajímavou možnost, jak rychleji zjistit, kde se emise koncentrují a kam následně zaměřit podrobnější kontrolu nebo technická opatření.

Cukr z použitých utěrek ve veřejných objektech

Jedním z nejpůsobivějších výsledků celého čísla je ovšem něco, co bychom za technologii pro odpad možná vůbec nepovažovali. Použitá papírová utěrka. Němečtí vědci z Ostfalia University of Applied Sciences a Fraunhoferova centra pro chemickobiotechnologické procesy zkoumali, zda lze tento běžný odpad využít jako zdroj glukózy.

A výsledek ukázal, že ano. Při cíleném třídění v některých veřejných objektech se podařilo snížit obsah nečistot pod jedno procento hmotnosti. Zatímco v laboratorních podmínkách dosáhlo enzymatické zpracování čistých papírových utěrek výtěžnosti až 98,4 procenta, jakmile se výzkum přesunul do pilotního měřítka s reálným odpadem, výtěžnost klesla nejvýše na 57 %. Problémem bylo především horší promíchávání a mikrobiální kontaminace.

Právě tento rozdíl je možná cennější než samotných 98,4 %. Studie ukazuje, že cesta od laboratorního výsledku k reálnému zpracování má své technické překážky. Výzkumníci je ale dokázali částečně řešit. Úpravou sanitizace a zkrácením doby enzymatického zpracování z 48 na 24 hodin omezili mikrobiální růst a současně snížili energetickou náročnost procesu.

A co vzniklá glukóza? Vědci ji vyzkoušeli jako zdroj uhlíku pro pět mikroorganismů. Výsledkem bylo zjištění, že získaný sirup je pro biotechnologické procesy obecně použitelný a v některých případech dokonce vhodnější než laboratorní glukóza. Obsahuje totiž také další zkvasitelné cukry. Použitá papírová utěrka tak v tomto experimentu přestává být pouze odpadem a stává se potenciálním zdrojem uhlíku pro biotechnologickou výrobu.

Skryté limity ekologických řešení a biodegradabilních plastů

Další studie se vrací k jednomu z nejproblematičtějších míst v celém systému nakládání s odpady, kterým je okamžik, kdy se materiál dostává do skutečného odpadového proudu. Výzkum biologicky rozložitelných plastových tašek se zaměřuje na jejich skutečné chování, postupy nakládání a také na problémy s prosazováním pravidel. Samotné označení tašky jako biologicky rozložitelné totiž ještě neznamená, že se materiál v konkrétním systému skutečně rozloží požadovaným způsobem.

Studie upozorňuje na rozdíly mezi deklarovanými vlastnostmi výrobků, podmínkami, v nichž mají degradovat, a skutečnými podmínkami v odpadovém hospodářství. Výsledkem je poměrně důležité doporučení. Pro účinné nakládání s těmito materiály je potřeba lépe propojit požadavky na výrobky, informace pro spotřebitele, infrastrukturu pro nakládání s odpady a kontrolní mechanismy.

Jiný pohled na udržitelnost přináší studie věnovaná hydroponickým zeleným střechám. Výzkumníci se pomocí hodnocení životního cyklu zaměřili na spotřebu zdrojů spojenou s jejich konstrukcí a provozem. Hodnotili například využití vody, půdy, nerostných a kovových surovin i spotřebu energie. Výsledky ukázaly, že významnou část environmentální zátěže systému představují samotná konstrukční řešení, zejména vodní nádrž a nosná platforma.

Závěr studie tak připomíná, že ani technologie určená ke zvyšování environmentální kvality městského prostředí není bez materiálových nároků. O její celkové udržitelnosti proto rozhoduje také to, z jakých materiálů je vyrobena, jak dlouho vydrží a jaké zdroje spotřebuje během svého životního cyklu.

Od vědeckého objevu k odbornému publiku

Za časopisem Detritus stojí mezinárodní odborné zázemí International Waste Working Group (IWWG) a International Research Association on Circular Economy (IRACE), přičemž vydavatelem je italský CISA Publisher. Podobný prostor pro odbornou publikaci přitom existuje také přímo v České republice. Časopis WASTE FORUM, který vydává České ekologické manažerské centrum, publikuje původní vědecké práce, odborné články a přehledové příspěvky zaměřené na odpady, jejich vznik, nakládání, využití a odstraňování, ale také na kontaminovaná místa a širší souvislosti průmyslové a komunální ekologie. 

WASTE FORUM je recenzovaný časopis a je zařazen například v mezinárodní bibliografické databázi Scopus. Pro české výzkumníky, odborníky z praxe i akademická pracoviště tak představuje možnost publikovat výsledky výzkumu v odborném médiu, které má vedle českého prostředí také mezinárodní dosah.