műanyagok és környezetvédelem
TRANSCRIPT
Műanyagok és környezetvédelem
Pukánszky Béla
BME Műanyag- és Gumiipari Tanszék2002. december 13.
Vázlat
Műanyagok és környezet- mennyiség- becslés - életút-analízis- energiaMegoldás- megelőzés, tervezés- égetés- kémiai hasznosítás- újrafeldolgozás
Biológiailag lebonthatópolimerek- szabályozott élettartam- keményítő keverékek- lebontható polimerek- termékekJogszabályok- termékdíj- megoldás
KörnyezetszennyezésBudai táj
Sok műanyag
KörnyezetszennyezésBudai táj
Még több műanyag
KörnyezetszennyezésHurrá, nyaralás!!!
KörnyezetszennyezésBeláthatatlan következmények
Nem csak műanyag!!!
HulladékMagyarország 1998 - KTM
0
20
40
60
80H
ulla
dék
(%)
Mezőg
azd.
Ener
giat
erm
.
Tele
pülé
si
Vesz
élye
s
Term
elés
i
6.1 %
Háztartási hulladékBudapest 1997 - KSH
0
10
20
30
40H
ulla
dék
(%)
Egyé
b sz
.
Szer
ves
Papí
r
M+p
apír
Text
il
Műa
nyag
Üve
g
Fém
Vesz
élye
s
3.5 %
Életút-analízisPVC felhasználás
Életút-analízisPVC termék
Életút-analízis- felmérés- interpretáció- korrekcióFontos kérdések- biológiai különbségek- esztétika- vonatkoztatási alap- szubjektivizmusTovábbi fejlődés
Nyersanyag
PVC gyártás
Termékgyártás
Termékhasználat
Hulladékkezelés
Feldolgozás
Lerakás
Égetés
anyagenergia
szennyezés
szennyezés
szennyezés
szennyezés
energia
energia
energia energia
anyag
anyag
anyag
Életút-analízisFolyadék csomagolás - egység
PP PS PVC Papír Üveg
VízLevegő
Energia0
20
40
60
80
100
120K
örny
ezet
terh
elés
Életút-analízisJoghurtos pohár - 1000 db
Energia Szemét Levegő Víz
PSÜveg0
10
20
30H
atás
(MJ) (cm3)(1000 m3)
(dm3)
Életút-analízisHordtáska - 50000 db
EnergiaFelhasználás, feldolgozás, szállítás
FelhasználásVegyipar 7.0 %Műanyag 4.0 %Csomagolás 1.5 %Feldolgozás - ásványolaj ekvivalensAlumínium 15 kgVas 5 kgPolietilén 1.5 kg SzállításÜveg 36.2 %Műanyag 3.5 %
0
10
20
30
40
Ener
giaf
elha
szná
lás (
%)
Fűté
s
Köz
leke
dés
Ipar
Vegy
ipar
Egyé
b
MegoldásLehetőségek
Tervezés
Újrafeldolgozás
Kémiai lebontás
Égetés
Szemétlerakás
MegoldásMagyarországi helyzet
0
20
40
60
80
100
Men
nyisé
g (%
)
Lera
kás
Éget
és
Feld
olgo
zás
Biol
ógia
Hasonlít az őskorhoz
Gyűjtés: 82 %
Szabályos lerakó: 30 %
Lerakott hulladék: 85 %
Kapacitás: 5 év
Illegális lerakás: sok
Szelektív gyűjtés: Győr
Kilátások: rossz
MegelőzésTervezés, egyéb megoldások
Tervezés- falvastagság csökkentés- nagyobb kiszerelés- visszatérő csomagolás- utántöltő csomagolás
40
45
50
55
60
65
70
75
Töm
eg (g
)
1977 1986 1987 1988 1990 1999
Év
ÉgetésHőtartalom
0
10
20
30
40
50
Fűtő
érté
k (M
J/kg
)
PE, P
P,PS O
laj
Föld
gáz
Kős
zén
Barn
aszé
n
Papí
r, fa
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Dio
xin
forr
ás (%
)
Ipar
Hull
adék
ége
tés
Erőm
űvek
Kre
mat
órium
ok
Al ip
ar
Köz
leked
és
Szen
nyvíz
ége
tés0
20
40
60
80
Sava
s gáz
ok (%
)
Kéndioxid Nitrogénoxidok
HCl
ÉgetésKáros gázok - HCl, dioxin
erőművek
erőművek
0.3 % PVC
O
O
Cl
Cl
Cl
Cl
ÉgetésÉgetőművek
Kémiai újrahasznosításMódszerek; PET hidrolízis
KokszolásKrakkolásDepolimerizációElektrokinetikus bontásHidrogénezésHidrolízis, glikolízisOlvadt fémfürdőOldás (frakcionálás)Pirolízis
O
O
O
O
O
O
O
OH
O
HOO
+H2O
+
Kémiai újrahasznosításPET lebontás
Szárító
Extruder
Centrifuga
Desztillálókolonna
PET hulladék glikol
tereftálsav
Kristályosító
Hidrolizáló
gőz
2-300 °C, 15 bar
Kémiai újrahasznosításPirolízis
ÚjrafeldolgozásFolyamat, problémák
Problémák
gyűjtés
válogatás
mosás
ÚjrafeldolgozásMagyar vállalatok - 1998
Vállalat Hulladék típus Mennyiség(tonna)
Rypack film 2000Partium 70 film 3000Aranyhíd Áfész film 1500Regranulátum Kft. film 800Hoplofon 95 Rt. vegyes 5000Recyclen Kft. vegyes 2500Cs + Cs Bt. vegyes 2000Plasztinform Bt. vegyes 2000
Összesen 18800
ÚjrafeldolgozásVálogatás, szeparáció
Hulladék
HDPE, LDPE, PP, PS, PVC víz,
ρ = 1.00
HDPE, LDPE, PP víz-alkohol, ρ = 0.91
PS, PVCsó-víz, ρ = 1.20
PP, LDPEvíz-alkohol, ρ = 0.91
PVC
PS
HDPE
LDPE
PP
ÚjrafeldolgozásTermék - Recyclen
ÚjrafeldolgozásTermék
ÚjrafeldolgozásTermék
ÚjrafeldolgozásTermék
Szabályozott élettartamMezőgazdaság
Alkalmazás- talajtakaró fólia- kötöző zsineg- palánta cserépDegradáció- fotodegradáció - napfény- kémiai degradáció - levegő- biodegradáció - enzim- mechanikai hatás - szélMegoldás: katalizátor
Újratermelődő nyersanyag- faliszt- cellulóz- keményítőKeményítő- töltőanyag- lágyított keményítő- polimer keverékMegoldás: fázisközvetítés? De: korlátozott lebomlás
Újratermelődő nyersanyagKeményítő
Újratermelődő nyersanyagKeményítő - természetes polimerek
Poliszaharidok: keményí-tő, cellulóz, kitin, kitozán, dextrán stb.Proteinek: kollagén, zsela-tin, kazein, albumin, se-lyem stb.Poliészterek: poli(hidroxi-alkanoát)-okEgyéb: lignin, sellak, ter-mészetes gumi0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
0,00
0,25
0,50
0,75
1,00
1,25
fázisközvetítő nélkül
fázisközvetítővel
elméleti minimum
additivitás
Rela
tív sz
ilárd
ság
TPS térfogattört
Biológiai lebonthatóságCsomagolás
0
10
20
30
40
50M
enny
iség
(%)
Szál
Cső,
fitti
ng
Lem
ez
Csom
agol
ás
Tapé
ta,
padl
ó
Építé
s
Ház
tartá
s
Biológiai lebonthatóságJelentés
Ellentmondásos fogalom -sokféle megközelítésEllenőrzött lebomlás - kom-posztálásFeltételek:- fizikai lebomlás, széthullás- kémiai lebomlás- nincs toxicitás- a komposzt minőségeCél: teljes lebomlás- mineralizáció- H2O, CO2
Biológiai lebonthatóságKövetelmények
Ár - jelenleg magasFeldolgozás - meglevő gépekenTulajdonságok:- folyási jellemzők- mechanikai tulajdonságok- esztétika- egészségre ártalmatlan- megfeleljen az eddig használt
anyagoknakKörnyezeti hatás: teljes lebont-hatóság
Biológiai előállításBaktérium
O
CH2OH
OH
OH
OH
OH O C
H
CH3
CH2 C
O
n
poli(hidroxi-butirát)
Lebontható polimerekPoliészterek
Ecostar
Polikaprolakton
Politejsav
O
O O
O
O
O
O
O
n m
O
O
O
O
O
O
O
OO
O
Lebontható polimerekPolitejsav villa
Biológiai lebomlás
0. nap 12. nap 33. nap 45. nap
Lebontható polimerekDaicel
PCL/cellulóz származék
Biológiailag lebontható polimerekGyártók, termékek
Anyag Típus Gyártó Ár Felhasználás(ECU/kg)
Keményítő Mater-Bi Novamont 3-5 csomagolásFlunteraP Biotech 0.5-1 csomagolásNovon Novon 3-7 higiéniaBiopack Biopack 7.5 élelmiszer
Hab Sunstarke csomagoló habCellulóz c.acetát Eastman 5-10 csomagolásPoliészter PHBV Monsanto 15 műanyag
PLA/PLGA Boehringer >500 orvosi anyagPLA Cargil-Dow 1-10 műanyagPCL Union C. 6-7 csomagolás
JogszabályokKörnyezetvédelmi törvények
Háztartási hulladék kezelése - miniszteri rendelet - 1986Veszélyes hulladék importja - kormányrendelet - 1987Hulladékkezelés - kormányrendelet - 1988Égetőművek kibocsátása - miniszteri rendelet - 1991Környezetvédelem - törvény - 1995Termékdíj (csomagolás) - törvény - 1995A környezeti hatások megállapítása, engedélyezés, eljárások - kormányrendelet - 1995Veszélyes hulladék - kormányrendelet - 1996Hulladékkezelés - törvény - 1999
JogszabályokTermékdíj és újrafeldolgozás
Anyag 1996-97 1998 1999 2000-01Ft/kg % Ft/kg % Ft/kg % Ft/kg %
Műanyag 10,0 12,5 11,0 25,0 11,5 27,0 12,7 55,0Kombinált 8,0 12,5 9,0 25,0 11,7 27,0 15,2 60,0Textil 27,0Alumínium 5,0 12,5 5,4 25,0 5,5 27,0 5,6 45,0Egyéb fém 4,0 12,5 4,3 25,0 4,3 30,0 4,3 50,0Papír 3,0 30,0 3,3 45,0 4,3 48,0 5,6 55,0Fa 4,3 40,0 5,6 50,0Textil 4,3 40,0 5,6 50,0Üveg 2,0 20,0 2,2 35,0 2,1 35,0 2,1 45,0Egyéb 5,0 12,5 5,4 25,0 5,5 5,6
JogszabályokTermékdíj Németországban
Csomagolóanyag Díj(DM/kg)
Papír, hullámlemez 0,40Lebontható polimer (keményítő/műanyag) 0,65-0,90Papír (folyadék, paszták) 1,69Egyéb anyagok 2,10Műanyagok 2,67-2,95Lebontható természetes polimer 0
JövőképSzervezett gyűjtés - zöld pont
ÖSSZEFOGLALÁS
Minden hulladék káros a környezetre.A környezeti hatások reális felmérése elengedhetetlen.A műanyagok sem rosszabbak, mint a többi anyag.Megfelelő megközelítéssel a műanyag hulladék kezelhető- tervezés- újrafeldolgozás- égetés- lerakás - nemA hulladékkezelés csak szervezetten oldható meg.
A környezet védelme mindannyiunk feladata.