This study provides scientific evidence for the process of denim biodegradation and the viability of including denim waste in large scale composting facility feedstock streams. Fourteen samples of denim using different dyes and dye processes provided by Cotton Incorporated as well as worn and unworn whole and scrap denim fabric were incorporated into a manure/bedding and food scrap windrow at the Cornell composting facility and in a bench scale laboratory trial. Grab samples of compost were analyzed for compost parameters, metals and PFAS. Visual observation of decomposition of denim showed polyester blended denim degraded at a slower rate than non-blended denim. However, after four months of hot composting, most of the denim had decomposed into organic matter, leaving only small pieces of the polyester thread, labels, and pockets. Bench scale degradation, tracked by carbon dioxide evolution and mass difference showed significant degradation at the macro and microscopic levels at day 75. Composting denim fabric has no detrimental effect on the composting process, nor on the quality of the resulting compost and thus can be used to grow cotton and other crops, reducing the carbon footprint, and contributing to the circular economy.

Abstract Plastic pollution is a global environmental threat with potentially irreversible impacts on aquatic life, ecosystems, and human health. This study is a comprehensive assessment of the global apparel industry’s contribution to plastic pollution. It includes plastic leakage of packaging and end-of-life apparel waste in addition to fiber emissions during apparel production and use. We estimate that the apparel industry generated 8.3 [4.8–12.3] million tons (Mt) of plastic pollution in 2019, corresponding to 14% [5.5%–30%] of the estimated 60 Mt from all sectors. In this study, we demonstrate that the main source of plastic pollution from the apparel supply chain is synthetic clothing as mismanaged waste either in the country of its original use or in the countries receiving used apparel exports. A fundamental transformation of the apparel economy towards a circular framework and decreased synthetic apparel consumption is needed to tackle apparel-related plastic pollution.

Static life cycle assessment (LCA) methodologies fail to consider the temporal profiles of system inputs and outputs (including emission timing), such that they underestimate the benefits of temporarily stored biogenic carbon in bioproducts, such as cotton. This research focuses on greenhouse gas emission timing and applies dynamic emission accounting to the life cycle of cotton woven pants. The significance of temporary biogenic carbon storage and emission timing is illustrated by converting the 2017 Cotton Incorporated static LCA to a dynamic model using the Dynamic Carbon Footprinter (baseline scenario). A reduction in cumulative radiative forcing for dynamic relative to static modeling of 22%, 5%, and 2% are observed at 10-years, 30-years, and 100-years, respectively. Alternative scenarios analyzed include converting cotton woven pants at end of life to bioenergy, to compost, or to building insulation, an alternative cotton production scenario using regenerative agricultural practices, and two pants extended lifetime scenarios. The regenerative agricultural practice scenario provides reductions in cumulative impacts compared to the baseline scenario of 96%, 69%, and 105% after 10, 30, and 100-years, respectively. A 3x extension in the lifetime of pants provides a benefit in reduced cumulative impacts of 31%, 40%, and 41%, after 10, 30, and 100-years, respectively. This case study with cotton demonstrates that dynamic LCA is a useful tool for assessing the benefits of biobased products, and it allows for more nuanced analysis of reductions in climate impacts in both the short- and long-term time horizons.