[6] C. M. Starks, C. L. Liotta, M. Halpern, Phase-Transfer Catalysis, Fundamentals,Applications, and Industrial Perspetives. Chapman & Hall, New York, 1994.

[7] S. Narayan, J. Muldoon, M. G. Finn, V. V. Fokin, H. C. Kolb, K. B. Sharpless, Angew.Chem. Int. Ed. (2005) 44, 3275–3279.

[8] WO 2003062171 (2003).[9] Z. Rádai, N. Z. Kiss, G. Keglevich, Curr. Org. Chem. (2018) 22, 533–556.[10] D. I. Nagy, A. Grün, S. Garadnay, I. Greiner, G. Keglevich, Molecules (2016) 21,

e1046.[11] D. I. Nagy, A. Grün, K. Lévay, S. Garadnay, I. Greiner, G. Keglevich, Synth. Com-

mun. (2018) 48, 663–671.[12] N. Z. Kiss, G. Keglevich, Pure Appl. Chem. (2019) 91, 59–65.[13] R. Henyecz, A. Kiss, V. Mórocz, N. Z. Kiss, G. Keglevich, Synth. Commun. (2019) 49,

2642–2650.[14] Milestones in Microwave Chemistry – SpringerBriefs in Molecular Science (ed.: G.

Keglevich). Springer, Switzerland, 2016.[15] G. Keglevich, Z. Mucsi, in: Microwave Chemistry (eds: G. Cravotto, D. Carnaroglio).

De Gruyter, Berlin, 2017, 53–64.[16] G. Keglevich, N. Z. Kiss, A. Grün, E. Bálint, T. Kovács, Synthesis (2017) 49, 3069–

3083.[17] N. Z. Kiss, R. Henyecz, G. Keglevich, Molecules (2020) 25, 719.[18] B. Schäffner, F. Schäffner, S. P. Verevkin, A. Börner, Chem. Rev. (2010) 110, 4554–

4581.

28 MAGYAR KÉMIKUSOK LAPJA ● KÜLÖNSZÁM

KLÍMAVÁLTOZÁS

ÖSSZEFOGLALÁSKEGLEVICH GYÖRGY: TRENDEK ÉS LEHETŐSÉGEK AZ IPARI SZERVES KÉMIA KÖRNYEZETBARÁTABBÁ TÉTELÉREKomoly kihívást jelent a vegyiparon belül az alkalmazott szer-ves kémiai átalakítások környezetbarátabbá tétele. Egyre fon-tosabb kiindulási anyag az etanol, amit a cellulóz hidrolízisévelnyert glükóz alkoholos erjesztésével kapnak. Ahol lehetséges(pl. a kaprolaktám, szalicilsav és p-aminofenol gyártása), atom-hatékony átalakításokat alkalmaznak. A katalitikus átalakítá-sok között fontos szerepet töltenek be a fázistranszfer kataliti-kus megvalósítások. Az alternatív oldószerként is alkalmazha-tó ionfolyadékok számos esetben kiváló katalizátorok. A folya-matos megvalósítások – beleértve a mikrohullám által segítettreakciókat – komoly áttörést hozhatnak.

Tátraaljai Dóra – Pukánszky Béla BME FKAT Műanyag- és Gumiipari Laboratórium, TTK AKI Polimerfizikai Kutatócsoport | tatraaljai.dora@ttk.mta.hu

A műanyagipar és a műanyag-felhasználás környezeti hatásainak csökkentése

világ műanyagtermelése az elmúlt 40 évben megnégysze-reződött [1], jelenleg az olajkitermelés 6%-át használják fel

műanyagipari termékek gyártására [2, 3]. Ez nem véletlen, hiszena műanyagok könnyen megmunkálható, olcsó, könnyű alap-anyagok, amelyeket a csomagolóiparban, az építőiparban, azegészségügyben és még számos területen felhasználnak. Mind-annyian ismerjük azonban a felelőtlen műanyag-felhasználásárnyoldalait is. Rengeteget olvashatunk, videókat láthatunk a ten-geri állatok műanyagszennyezés okozta tömeges pusztulásáról,és ki ne bosszankodott volna az erdőben szétdobált hulladékoklátványán. Kevesebbet hallhatunk azonban a műanyagok látha-tatlan környezetterheléséről. A műanyagipar és a műanyagok fel-használása a teljes életciklus alatt 1,7 Gt CO2-ekvivalens-kibocsá-tást okozott 2015-ben, ami a világ szén-dioxid-kibocsátásának3,8%-át tette ki. Egyes kutatások szerint, ha a felhasználás ilyenütemben nő, akkor ez 2050-re elérheti a 15%-ot [4]. A kutatók nagyrésze egyetért azzal, hogy elsősorban a CO2 okolható a globálisfelmelegedésért és a klímaváltozásért, ezért sürgető lenne a mű-anyagok szénlábnyomának (carbon footprint) csökkentése, vagylegalábbis a jelenlegi szint megtartása.

A műanyagok szénlábnyoma csökkenthető: biopolimerek alkal-mazásával, gyártásuk során megújuló energiaforrások felhasz-nálásával, újrahasznosítással és felhasználásuk csökkentésével.

A szén-dioxid-kibocsátás csökkentési lehetőségei a műanyagiparban

BiopolimerekJelenleg a világon évi 360 millió tonna műanyagot termelnek. En-nek pusztán 1%-át teszik ki a bioműanyagok, de előállításuk ésfelhasználásuk folyamatosan nő [5]. A biopolimerek általánosság-ban kisebb szénlábnyommal rendelkeznek, mint a hagyományosfosszilis alapú műanyagok, mivel a polimer alapját képző növénya növekedése során szén-dioxidot köt meg [6]. A biopolimereketaz 1. ábrán látható diagram alapján osztályozhatjuk. A köztudat-ban a természetes, a természetes alapú és a biológiailag lebomló(biodegradálható) polimerek fogalma gyakran összemosódik. Fon-tos tisztázni, hogy e fogalmak egészen mást jelölnek, és az adottkategóriába tartozó polimereknek mások a tulajdonságai, bárezek a halmazok, ahogy az 1. ábrán is látható, átfednek egymással.

A

A természetes polimerek, a cellulóz, a lignin, a selyem polimerformában találhatók meg környezetünkben. Általában nehezenfeldolgozhatók és kezelhetők, és nem helyettesíthetik a hagyo-mányos műanyagokat. Felhasználhatók viszont töltőanyagként,mellyel a keverék szén-dioxid-mérlege jelentősen javítható. Ilyenkeverékek például a fa-műanyag kompozitok (WPC), amelyek ma-napság már igen elterjedtek elsősorban kültéri burkolatként. Ter-mészetes alapú a biopoliamid (PA), -polietilén (PE), -polipropilén(PP): ezek természetes eredetű anyagokból előállított monome-rek polimerizálásával készülnek. Szénlábnyomuk közel zérus, hát-rányuk azonban, hogy biológiailag nem lebonthatók, mikroorga-nizmusok által előidézett bomlásra nem képesek. Ennek ellenérea biopolimerek piacának felét uralják [5]. A bio-PET (polietilén-tereftalát) előállítása egyelőre nem megoldott tisztán biomassza-alapon. A PET előállításához etilén-glikolra és tereftálsavra vanszükség, amelyek közül csak az etilén-glikol előállítása megoldottcukornád alapanyagból, a tereftálsavat továbbra is kőolajból ál-lítják elő.

A biodegradálható, de nem biológiai alapú polimerek csoport-jába tartozik a polikaprolakton (PCL), a polibutilén-szukcinát(PBS) és a poli(butilénadipát-tereftalát) (PBAT). Ezek előnye, hogybiológiailag lebonthatók, hátrányuk viszont, hogy nem csökken-tik a műanyagipar szénlábnyomát. Az 1. ábrán látható, hogy apolihidroxi-butirát (PHB) felel meg minden „elvárásnak”. A PHBa polihidroxi-alkanoátok (PHA) legjelentősebb képviselője. Bio-szintetikus, biokompatibilis, biodegradálható, bomlástermékeinem mérgezők. Hátránya azonban, hogy bakteriális szintézisselkörülményesen és nagy költséggel állítják elő. Tömeges gyártá-sára nem számíthatunk, elsősorban implantátumok alapanyaga-ként és hatóanyag-hordozó mátrixként használják. A poliglikolsav(PGA) természetes alapú és biodegradálható, de vízben könnyenbomlik, ezért csak korlátozottan használható fel. Elterjedten hasz-nálják tejsavval kopolimerizálva a politejsav (PLA) bomlásánakfelgyorsítására, elsősorban orvosi eszközök alapanyagaként [3].

A biopolimerek piaca 2019-ben a 2. ábra szerint alakult [5]. Ösz-szesen 2,1 millió tonna biopolimert gyártottak, amelynek nagy-jából fele volt biodegradábilis, másik fele biológiai alapú.

A legígéretesebb biopolimer a politejsav (PLA), amely biológiaialapú, szintetikus úton előállított polimer, de egyben biológiai-lag le is bontható. Jó merevséggel és szilárdsággal rendelkezik,széles termékválasztékot tesz lehetővé, átlátszó termékek is ké-szíthetők belőle. Hátránya, hogy nedvességérzékeny, tulajdonsá-gai időfüggők, hőállósága és ütésállósága gyenge és ára még vi-szonylag magas: körülbelül háromszoros áron szerezhető be a kő-olajalapú polimerekhez képest.

A PLA előállításakor általában valamilyen cukrot fermentálnaktejsavbaktériummal; ennek során D- és L-tejsav képződik. A fer-mentációhoz jelentős mennyiségű kénsavat és mészkövet hasz-nálnak fel, melléktermékként pedig gipsz (CaSO4) keletkezik. Azegyszerű cukrok azonnal felhasználhatók, ezzel szemben az ösz-szetett cukrokat (keményítő, cellulóz) előbb bontani kell. Vonzóalternatíva lehet a lignocellulózok hasznosítása. Ezek jellemzőennagy mennyiségben hozzáférhető mezőgazdasági hulladékok (nö-vények szára, levele), amelyek fermentálható szénhidráttartalmahozzávetőlegesen 80%, ám sokkal körülményesebben használha-tók fel. Először a lignintartalmat távolítják el erős savas vagy lú-gos eljárással, majd enzimekkel tárják fel, és teszik a mikroorga-nizmusok számára hozzáférhetővé az alapanyagot. Ezután a 3.ábrán látható három módszer valamelyikével állíthatják elő aPLA-t [7].

A tejsav tisztasága és a polimerizációs körülmények jelentősenbefolyásolják az előállított PLA kémiai és fizikai tulajdonságait,kristályosságát és hőállóságát. A PLA megfelelően vízmentes kör-nyezetben újra feldolgozható, depolimerizáció után a monome-rek újra felhasználhatók (kémiai újrahasznosítás), és ipari körül-mények között a PLA komposztálható (60–80 °C, magas páratar-talom, oxigén jelenléte) [2].

Életútelemzések szerint az üvegházhatású gázok kibocsátása40%-kal csökkenthető, ha a hagyományos fosszilis alapú mű-anyagokat (PE, PET) PLA-val helyettesítjük, ráadásul a PLA elő-állításához 25%-kal kevesebb nem megújuló energiára van szük-ség [3]. Meg kell azonban említeni, hogy az olyan tényezők, mint

KLÍMAVÁLTOZÁS A KÉMIA ÉS A HATÁRTERÜLETEK SZEMSZÖGÉBŐL ● 2020. DECEMBER ● DOI: 10.24364/MKL.2020.13 29

KLÍMAVÁLTOZÁS

1. ábra. A biopolimerekrendszerezése

2. ábra. Az előállított biopolimerek részesedése [5]PTT: politrimetilén-tereftalát; PEF: polietilén-furanoát

3. ábra. A politejsav előállítási lehetőségei [7]

Cellulóz-acetát

TermészetesTermészetes

alapú

Biodegradálható

Bio-PA

Bio-PE

Bio-PET

PGA

SelyemPLA

Lignin

CellulózKeményítő

PHB

PBS

PBAT

PCL

PE

PET

PA

PP

PEF*

PTT

11,8%

9,8%

11,6%

0,9%

0,0%

9,2%

13,4%

4,3%

13,9%

1,2%

21,3%

1,4%

PBAT

PBS

PLA

PHA

Keményítőkeverékek

Egyéb(biodegradábilis)

Egyéb 1,1%

(Nem biodegradábilis)

Nem biodegradábilis44,5%

Biodegradábilis55,5%

* Fejlesztés alatt, még nincs a piacon

2,1 milliótonna

Kapcsolási reakció

LaktidPrepolimer

Depolimerizáció

Politejsav

Prepolimer

Polikondenzáció

Polikondenzáció

Azeotroppolikondenzáció

Tejsav

Gyűrűnyitásospolimerizáció

körkörös működése jelenthet. Az Ellen MacArthur Alapítvány de-finíciója szerint a körkörös vagy körforgásos gazdaság olyanfenntartható modell, amelyben az élettartamuk végére jutott esz-közöket, tárgyakat vagy alkalmassá teszik újbóli felhasználásra,vagy ha ez nem lehetséges, akkor másodlagos nyersanyagként új-rafeldolgozzák és így hasznosítják [9, 10] (4. ábra). Ez a modelltehát az anyagok és az energia körfolyamatban tartására koncent-rál. Az Európai Unió is nagy hangsúlyt fektet arra, hogy előmoz-dítsa ezeket a változásokat, a gazdasági szerkezet fokozatos át-alakítását [11].

Az ideális körforgásos gazdaságban már a nyersanyagok kivá-lasztásakor gondolnak arra, hogy a belőlük készített termékeketújra lehessen hasznosítani, és a lehető legkisebb mértékben ter-heljék a környezetet. Ez az igény fokozott súllyal jelenik meg atermékek tervezésekor is. Egyes számítások szerint 80%-ban atervezés során dől el, hogy mennyire lesz környezetterhelő azadott termék. A körkörös gazdasági modell általánossá válása ese-tén a világ szén-dioxid-kibocsátása közel 50%-kal csökkenne2030-ra [10].

Az újrahasznosításnak három módja – fizikai, kémiai és ener-getikai – ismeretes. Egyesek idesorolják még az ipari szintű új-rahasználatot is (amikor a visszaváltott betétdíjas palackot tisztí-tás után újratöltik), de ilyen termékekből egyre kevesebb van for-galomban a szigorú élelmiszerügyi szabályozások és a műanyagcsomagolások nehézkes tisztítása miatt [12]. Ezzel szemben egyre

az öntözéshez használt víz, a növényvédő szerek használata és atejsav gyártása során keletkező melléktermékek környezetterhe-lését is figyelembe kell venni [3]. Másik megfontolandó tény, hogya PLA bomlása szobahőmérsékleten, alacsony páratartalom mel-lett, megfelelő mikrobiális környezet hiányában nagyon lassú. Ezpersze tartós fogyasztási cikkek esetében kedvező, de sokan azthiszik, hogy a PLA meg fogja oldani a tengeri és a természeteskörnyezet szennyezésének problémáját, holott ez így, sajnos, nemigaz. Ugyan fosszilis társainál valamivel rövidebb ideig szennyezia környezetet, de a felelőtlenül eldobott biológiailag lebomló po-limerből készült szemét is környezetterhelő. A hazai helyzetet to-vább árnyalja, hogy jelenleg az országban nem gyűjtik szelektí-ven a lakossági komposztot, így a biodegradálható műanyagok isvagy a szelektív hulladékgyűjtőbe, vagy szeméttelepre kerülnek,ahol anaerob körülmények között nagyon hosszú idő alatt bom-lanak le. Ha bekerülnek az újrahasznosításra váró, fosszilis alapúműanyagok közé, azok feldolgozásakor technológiai problémákatés termékminőség-romlást okozhatnak. Jelenleg az a legjobb eset,ha a biodegradálható műanyagot hulladékégetőbe szállítják, ahola kémiai kötésekben tárolt energiát hő formájában visszanyerik,de olyan speciális alkalmazások is szóba jöhetnek, mint a kertinyesedék, avar gyűjtésére szolgáló zsákok, amiket ipari kom-posztáló telepekre szállítanak.

Megújuló energiaforrások alkalmazása a polimerek gyártása soránEgyes számítások szerint a gyártás során felhasznált energia for-rása jobban befolyásolja a polimer szénlábnyomát, mint a gyár-tásához felhasznált alapanyag. Ha teljes egészében átállnánk bio-lógiai nyersanyagokra, akkor a polimerek szénlábnyoma 25%-kalcsökkenne, míg ha megújuló energiát (szél, biogáz) használunk apolimerek előállításakor, akkor akár 50–70%-kal is csökkentenilehetne a szén-dioxid-kibocsátást és a költségek is kevésbé növe-kednének [8]. Tovább bonyolítja a helyzetet, hogy a növényi alap-anyagok előállításához nagy földterületekre van szükség, amicsökkenti az élelmiszer-termelésre felhasználható területet. Tech-nológiai szempontból is előnyös lehet, ha csak a felhasznált ener-giát cseréljük le megújulóra, hiszen ekkor az előállított polimerekminősége nem változik, ugyanazon gépeken dolgozhatók fel ésnincs szükség újabb berendezésekre.

Természetesen a probléma megoldása nem ennyire egyszerű,hiszen a rendelkezésre álló megújuló energia mennyiségét nagy-ban befolyásolják a helyi adottságok, valamint amíg az energia-tárolás kérdése nem megoldott, addig a legtöbb területen lehe-tetlen átállni tisztán megújuló energiára. Ezenkívül a biológiailaglebontható polimerek igen hasznosak lehetnek olyan felhasználá-sok esetén, amikor a képződő hulladék nem hasznosítható újraaz erős szennyeződés miatt, például eldobható pelenkák, egész-ségügyi termékek, kávékapszulák esetén. Ezeknél a hatalmasmennyiségben termelődő hulladékoknál a legjobb mód a meg-semmisítésre a komposztálás lenne. Minden megoldás segít, amicsökkenti a szén-dioxid-kibocsátást, együtt kellene új műszakimegoldásokat és új anyagokat is bevezetni.

Műanyagok újrahasznosítása – körkörös gazdaságA 20. század második felére a lineáris gazdasági séma vált álta-lánossá, amikor is a természeti erőforrások kiaknázása, a termékelőállítása és megvásárlása után a már szükségtelenné váló tár-gyat eldobták, és az esetek többségében hulladékként kezelték.Napjainkban a népesség és a termelési kapacitások növekedésemiatt ez a modell egyre tarthatatlanabb. Alternatívát a gazdaság

30 MAGYAR KÉMIKUSOK LAPJA ● KÜLÖNSZÁM

KLÍMAVÁLTOZÁS

4. ábra. A körforgásos gazdaság elve [9]

5. ábra. A műanyag regranulátumok alkalmazási területei [11]

Nyersanyagok

Gyűjtés

Kereskedelem

Gyártás

Tervezés

Használat,újrahasználat,

javítás

Újrahasznosítás Körforgásosgazdaság

Maradékhulladék

Építőipar

Csomagolás

Mezőgazdaság

Regranulátumfelhasználása

Háztartás, szabadidő

Elektronika

Autóipar

Egyéb

jobban terjed az a visszagyűjtési forma, amikor a PET-palackotlaposra összenyomva visszaveszik, ám a betétdíj ez esetben a sze-lektív hulladékgyűjtés rendszerének kiegészítése.

2018-ban körülbelül 29 Mt lakossági hulladék keletkezett Eu-rópában, amelyből 9,4 Mt műanyaghulladékot válogattak ki fizi-kai újrahasznosításra. Ebből 5 Mt újrahasznosított alapanyag ke-letkezett, amelyből 4 Mt regranulátumot Európán belül értékesí-tettek és használtak fel az 5. ábrán látható alkalmazási terüle-teken. Kémiailag csak 0,1 Mt műanyaghulladékot hasznosítottakújra, ezzel szemben a keletkezett hulladék csaknem felét energe-tikailag újrahasznosították, vagyis égetőben semmisítették megenergiavisszanyerés mellett. Nagyon fontos megjegyezni, hogy azújrahasznosítás aránya tízszer nagyobb volt azokon a területe-ken, ahol szelektíven gyűjtik a műanyaghulladékot (62%), mintazokon a helyeken, ahol válogatás nélküli elszállítást alkalmaznak(6%) [11]. Azokban az országokban, ahol a szemétlerakást na-gyon megdrágították, 10% alatti a hulladéklerakás aránya, ellen-ben az ilyen fajta ösztönzést nem alkalmazó országokban 50%körül van (6. ábra) [13, 14].

A fizikai újrahasznosítás során a műanyaghulladékot válogat-ják, tisztítják, aprítják és újból granulálják. A legnagyobb nehéz-séget a vegyes műanyaghulladék válogatása, tisztítása jelenti. Ki-vételt jelent a műanyag-feldolgozókból származó tiszta műanyag-hulladék, amelynek minősége, összetétele jól ismert. Ezen anya-gok értékesítése a legtöbb esetben nem okoz problémát, sokszormár az adott cég újrafeldolgozza, vagy jó áron értékesíti [13]. Avegyes műanyaghulladékot válogatás nélkül is fel lehet használ-ni, ám ekkor jellemzően kisebb értékű másodnyersanyagot nye-rünk, amelyből préseléssel vastag falú termékeket, például köz-lekedési táblák talpát, fekvőrendőröket, vandálbiztos padokat ké-szíthetnek. Kiterjedt kutatások folynak a vegyes műanyaghulla-dék töltőanyagként való felhasználására a beton- és habarcsgyár-tásban. Pozitív hozadéka lehet, hogy a beton könnyebb lesz tőle,hátránya viszont, hogy rontja a mechanikai tulajdonságait és nö-veli az éghetőségét [15].

Értékesebb másodnyersanyag előállításához a vegyes mű-anyaghulladékot válogatni kell. Ez történhet a formája alapján(kézi válogatás esetén a PET-palackok kiválogatása), sűrűség, mé-ret (nagyméretű termékek különválasztása), szín vagy kémiaiszerkezet alapján. A válogatás országonként, régiónként és cé-genként is változik, általában többlépcsős, állomásos válogatókvannak. A három fő polimertípus, ami a vegyes műanyaghulla-

dékban található, a PET, PE és a PP. A fejlettebb régiókban FT–NIR (Fourier-transzformációs közeli infravörös) spektroszkópotalkalmaznak első lépésben, majd manuálisan igyekeznek a gépáltal vétett hibás azonosításokat korrigálni. A tiszta PET-hulla-dékot szín szerint válogatva bálázzák és szállítják el. Ez a legke-resettebb és legkönnyebben elkülöníthető polimertípus. Vannakválogatók, ahol kizárólag jól képzett operátorok végzik a váloga-tást, a termék típusa alapján tudják, hogy milyen polimerből ké-szült az adott tárgy. Ez inkább ott jellemző, ahol viszonylag ol-csó az emberi munkaerő. Szintén elterjedt válogatási mód a hul-ladék aprítása és sűrűség szerinti, többlépcsős szétválogatása. Azelső, forgó dobban végzett mosási lépésnél a nehezebb (fém-, kő-,üveg-) részecskéket választják le. Ezt követően még több mosási,úsztatási lépéssel igyekeznek a különböző sűrűségű szemcséketszétválasztani. A műanyagok közül a PE és a PP úszik a víz tete-jén, míg a többi részecske lesüllyed. Ez utóbbiak a vegyes mű-szaki műanyagfrakciót alkotják, amit már másodlagos nyers-anyagként értékesíteni tudnak. A könnyű frakcióra jellemző (PE,PP), hogy szárítása során a nagy felületű részecskéket elsodorjaa légáram (fóliamaradékok), ezeket regranulálják egy szűrővelfelszerelt extruderen, és így értékesítésítik.

Szükség esetén különböző adalékanyagokkal, kompatibilizálószerekkel javíthatók a regranulátumok tulajdonságai. Feldolgozássorán a hő és nyírás hatására, majd utána az alkalmazás során isdegradálódnak a polimerek. Ennek megakadályozására célszerűstabilizátorokat adalékolni a regranulálás során. Kompatibilizálószerekkel a vegyes polimerekből álló polimerkeverékek mechani-kai tulajdonságai javíthatók. Szükség lehet még színezőanyag adago-lására, ami elfedi a regranulátum sokszor nem túl vonzó színét. Ti-pikus ilyen színező a korom, ami olcsó és jól fedi a korábbi színt.

A kémiai újrahasznosítás még kevésbé elterjedt, de az ipar ér-deklődése egyre nő iránta. Az eljárás során a polimert kis mól-tömegű komponensekre bontják le, melyeket vagy a műanyag-iparban, vagy egyéb területeken használnak fel. Jelenleg a kemo-lízis a legelterjedtebb kémiai technika: polikondenzációs mű-anyagok bontására alkalmas, és monomereket szolgáltat. Elsősor-ban PET és PUR bontására használják. A másik kémiai módszera pirolízis, amikor oxigénszegény környezetben, magas hőmér-sékleten bontják le a hulladékot koromra, pirolízisolajra és gázok-ra. A pirolízis akkor lehet jó megoldás, ha a mechanikai újrahasz-nosítás nem jöhet szóba, például többrétegű fóliáknál, kompozi-tok vagy keverékek esetében. A harmadik módszernél, a krakko-lásnál katalitikusan, folyamatos eljárással bontják le a műanya-got különböző egyszerűbb szénhidrogénekre. A termékeloszlás akatalizátortól és a kezelési körülményektől függ. További lehető-ség a nagy nyomáson és hőmérsékleten végzett hidrogénezés. Ek-kor nő a H:C arány és csökken a keverék aromás szénhidrogén-tartalma. Végül az elgázosítást lehet még megemlíteni mint ke-zelési módszert, amikor is magas hőmérsékleten szénhidrogé-nekké bontják le a polimereket. A KDV-eljárásnál alacsony nyo-máson, megfelelő katalizátorok mellett a kezelt anyagból az oxi-gén CO2 formájában szinte teljesen eltávolítható, míg a vissza-maradó termék kerozinként vagy gázolajként használható fel [13].

A kémiai újrahasznosítás fő hátránya, hogy általában nem gaz-daságos; a gazdaságosságot a kőolaj ára, a magas beruházási költ-ségek és a viszonylag kis termelési kapacitások egyaránt befolyásol-ják. Egyes számítások szerint például a PET kemolízise 15 000 t/évkapacitástól lehetne nyereséges [16].

Mint láttuk, az EU fejlettebb tagállamaiban az energetikai új-rahasznosítás, vagyis az energia-visszanyerés melletti égetés na-gyon elterjedt eljárás, előnyben részesítik a lerakással szemben.

KLÍMAVÁLTOZÁS A KÉMIA ÉS A HATÁRTERÜLETEK SZEMSZÖGÉBŐL ● 2020. DECEMBER ● DOI: 10.24364/MKL.2020.13 31

KLÍMAVÁLTOZÁS

6. ábra. Hulladékkezelés Európa különböző országaiban [14]

SvájcAusztria

HollandiaNémetország

LuxemburgSvédországFinnország

BelgiumDánia

NorvégiaÉsztország

ÍrországNagy-Britannia

SzlovéniaFranciaország

OlaszországPortugália

SpanyolországLitvánia

CsehországLengyelország

SzlovákiaMagyarország

RomániaLettország

HorvátországBulgária

CiprusGörögország

Málta

Korlátozottlerakás

Újrahasznosítás

E-visszanyerés

Lerakás

az ipart arra, hogy akár magasabb költségek árán is, de környe-zetbarát megoldásokat és termékeket vezessen be. Az EurópaiUnió a műanyaghulladék csökkentése, a körkörös gazdaság irá-nyába való elmozdulás és a tengeri állatok védelmében direktívátadott ki 2019 júniusában. Ennek értelmében az egyszer haszná-latos műanyagok felhasználását csökkenteni, újrahasznosításiarányát pedig növelni kell [20]. Az Unióban a tengerparti hulla-dékszámlálás alapján a tengeri elhagyott hulladék 80–85%-a mű-anyag, ebből az egyszer használatos műanyag 50%-ot, a halá-szattal kapcsolatos tételek pedig 27%-ot tesznek ki. Ilyen egyszerhasználatos termékek például az italos palackok, készételtároló/felszolgáló dobozok, gyümölcsös dobozok, műanyag evőeszkö-zök, szívószálak stb. Amennyiben lehetséges, az ilyen termékeketle kell cserélni nem műanyagra vagy többször felhasználható ter-mékekre. Ha nincs jó alternatíva a helyettesítésre, ilyen lehet pél-dául az üdítőitalos palack, gondoskodni kell a hulladék megfelelővisszagyűjtéséről és nagy arányban történő újrahasznosításáról.Az újrahasznosítás előmozdításának jó eszköze lehet például amár említett palackvisszaváltási rendszer, vagy annak meghatá-rozása, hogy hány százalék újrahasznosított műanyagot kell tartal-maznia az újonnan forgalomba kerülő palackoknak. ���

IRODALOM[1] R. Geyer, J. R. Jambeck, K. L. Law, Sci. Adv. (2017) 3(7), e1700782.[2] J. Payne, P. McKeown, M. D. Jones, Polym. Degrad. Stab. (2019) 165, 170.[3] Y. Zhu, C. Romain, C. K. Williams, Nature (2016) 540(7633), 354.[4] J. Zheng, S. Suh, Nature Clim. Ch. (2019) 9(5), 374.[5] Bioplastics market data 2019, Eur. Biopl. (2020).[6] G.-Q. Chen, M. K. Patel, Chem. Rev. (2012) 112(4), 2082.[7] B. Gupta, N. Revagade, J. Hilborn, Progr. in Polym. Sci. (2007) 32(4), 455.[8] I. D. Posen, P. Jaramillo, A. E. Landis, W. M. Griffin, Env. Res. Lett. (2017) 12(3),

034024.[9] EU-Parliament, Circular economy: the importance of re-using products and mate-

rials, 2015.[10] https://www.ellenmacarthurfoundation.org/circular-economy/what-is-the-circular-

economy, 2020.[11] The circular economy for plastics, A European Overview, Plastics Europe. 2019.[12] K. Hamad, M. Kaseem, F. Deri, Polym. Degrad. Stab. (2013) 98(12), 2801.[13] K. Ragaert, L. Delva, K. Van Geem, Waste Man. (2017) 69, 24.[14] PlasticsEurope, Plastics-the Facts 2019.[15] I. Almeshal, B. A. Tayeh, R. Alyousef, H. Alabduljabbar, A. Mustafa Mohamed, A.

Alaskar, Constr. Build. Mat. (2020) 253.[16] N. George, T. Kurian, Ind. & Eng. Chem. Res. (2014) 53(37), 14185.[17] https://www.lafarge.hu/fenntarthatosag/masodlagos-tuzeloanyag-felhasznalas[18] https://alteo.hu/eromuvek/megujulo-gaz/nagykorosi-biogaz-uzem[19] https://www.fkf.hu/fovarosi-hulladekhasznosito[20] Az Európai Parlament és a Tanács (EU) 2019/904 irányelve az egyes műanyagter-

mékek környezetre gyakorolt hatásának csökkentéséről, 2019.

Alapvetően két technológiánál égetnek el műanyaghulladékotenergiatermelési céllal. Az egyik a cementgyártás, a másik akommunális hulladékégetés. Az égetés mellett esetenként szóbajöhetnek még fokozottan veszélyes anyagok kezelésére alkalmasegyéb technológiák is, például a termikus plazmákban történőhulladékkezelés. A tiszta műanyagok fűtőértéke nagyon magas,közel azonos a fűtőolajéval, ezért is alkalmas a cementgyárak-ban történő felhasználásra, ahol ~1500–2000 °C-ot kell előállíta-ni. Magyarországon a négy cementgyár készséggel fogadja az el-használt gumiabroncstól kezdve a vegyes lakossági műanyaghul-ladékig az összes, más módon már fel nem használható mű-anyaghulladékot [17]. A tüzelőanyagok egy légtérben égnek el atöbbi felhasznált alapanyaggal (mészkő, agyag), ezért a klinker-ben, a cementgyártás köztitermékében oldhatatlan kötést alkot-nak az elégetett hulladék maradékával, azaz gyakorlatilag nincsmellékterméke az eljárásnak. Az extrém magas hőmérsékletnekés a modern füstgázszűrő berendezéseknek köszönhetően a ce-mentgyárak károsanyag-kibocsátása minimális. A hagyományoshulladékégetőművek jellemzően 800–1100 °C körül üzemelnek.Vegyes háztartási hulladék égetésekor az égetési hatékonyság je-lentősen romlik, hiszen magas víztartalmú hulladékokat is el-égetnek ahelyett, hogy azok komposztálóba vagy biogázüzembekerülnének [18]. Az adott hőmérséklet-tartományban a kommu-nális hulladékkal bekerülő műanyaghulladékok nem bomlanakle teljesen, másrészt fokozottan veszélyes, esetenként karcinogénbomlástermékek (dioxinok, furánok, polikondenzált szerves anya-gok) is képződhetnek. Kommunális hulladékok égetésekor ezértkülönös figyelmet kell fordítani a káros melléktermékek képző-désére, és meg kell akadályozni azok kijutását a környezetbe, avéggázok termikus, kémiai vagy katalitikus utókezelésével. Sze-rencsére, a hulladékégetők jelenleg csak nagyon szigorú, az Eu-rópai Unió által megszabott füstgáz-ellenőrzéssel, alacsony ká-rosanyag-kibocsátás mellett üzemeltethetők. A hulladékégetők-ben képződő hőt felhasználják; a Fővárosi Hulladékhasznosító Műpéldául 420 ezer tonna kommunális hulladék termikus hasznosí-tását teszi lehetővé, és ezzel 13 ezer lakás fűtéséhez szükséges gőztés 45 ezer lakás éves villamosenergia-ellátásához szükséges ener-giamennyiséget állít elő [19].

Érdekes kérdés, hogy a klímaváltozás szempontjából mi lenneelőnyösebb, ha lerakókba tesszük a hulladékot, amit nem tudunkújrahasznosítani, vagy ha elégetjük. Tekintve, hogy a világon mégmindig hatalmas mennyiségben bányásszák és égetik a fekete- ésbarnakőszenet, könnyű belátni, hogy valamivel kevesebb fosszi-lis, elsődleges nyersanyag elégetése mellett ugyanazt a végered-ményt érjük el, ha modern, szűrőkkel ellátott, jó hatékonyságúhulladékégetőket építünk a lerakás helyett.

A műanyag-felhasználás csökkentéseNapjainkban egyre népszerűbb nézet, hogy a műanyag-felhasz-nálás akkor csökkenthető, ha alulról szerveződünk, vagyis a sa-ját szokásainkat kell megváltoztatni, hiszen az ipar és a gazdaságérdekei általában ezzel ellentétesek. A „zero waste” mozgalomképviselői például egészen extrém mértékben csökkentik a hul-ladéktermelésüket, gyakorlatilag nem termelnek szemetet. Cso-magolásmentes boltba járnak, otthon főznek, még a higiéniástermékeket is maguknak készítik maradék textilanyagokból. Ter-mészetesen az ilyen szélsőséges életmódváltást igénylő lépések atársadalom nagy részétől nem várhatók el, az emberek nem szí-vesen mondanak le a kényelmükről.

Másik lehetőség, hogy törvényi szabályozással igyekszünk rá-bírni az embereket a takarékos műanyag-felhasználásra, illetve

32 MAGYAR KÉMIKUSOK LAPJA ● KÜLÖNSZÁM

KLÍMAVÁLTOZÁS

ÖSSZEFOGLALÁSTÁTRAALJAI DÓRA, PUKÁNSZKY BÉLA: A MŰANYAGIPAR ÉS A MŰANYAG-FELHASZNÁLÁS KÖRNYEZETI HATÁSAINAKCSÖKKENTÉSEA műanyagipar és a műanyag-felhasználás jelenleg csak körülbe-lül 4%-ban járul hozzá a világ összes szén-dioxid-kibocsátásához,de ha a felhasználás a jelenlegi ütemben nő, akkor ez az aránysokkal nagyobb lehet a közeljövőben. Számos módszer van arra,hogy csökkentsük a műanyagok szénlábnyomát, ilyen a biopoli-merek bevezetése, a megújuló energiaforrások alkalmazása a gyár-tás során, az újrahasznosítás és a műanyag-felhasználás csökken-tése. Sajnos, a jelenlegi kőolajár mellett ezek a megoldások mégsokszor nem elég gazdaságosak ahhoz, hogy tért hódítsanak; egy-előre elengedhetetlen a szigorú törvényi szabályozás a környezet-védelem érdekében. Nagy szükség lenne az emberek szemlélet-módjának megváltozására is, ösztönözni kellene a szelektív hulla-dékgyűjtést, és takarékosabban kellene bánnunk a rendelkezé-sünkre álló erőforrásokkal.