PAPÍRHULLADÉKOK
4.2
Az újságpapírok fémtartalmának jelentősége az újrafeldolgozás és újrahasználat szempontjából Tárgyszavak: hulladékfeldolgozás; mezőgazdaság; nehézfém; papír; újrafeldolgozás; újság.
Az úságpapír-hulladék újrahasznosításának alapvető lehetőségei A használt újságpapír az Egyesült Királyságban az egyik legjelentősebb hulladékfajta, és újrahasznosítása a legtöbb helyi hulladékstratégia fontos célja. A legtöbb újságpapír-hulladékot nyomdai célra dolgozzák fel, de mintegy 20%-ából más papírfajtákat készítenek (csomagolóanyagot, hőszigetelést, állati almot és komposztot). A nyomtatott papír újrafeldolgozásakor rendszerint festékmentesítési iszap keletkezik, amely a visszanyert papír tömegének 20%-át is kiteheti. Felhasználásának egyik módja a földeken való alkalmazás, közvetlen talajkondicionálóként vagy komposztálás után. Ma már a nyomdafestékek nem tartalmaznak ólmot és krómot, ezért a mai festékek nehézfémtartalma nem jelentős környezetvédelmi probléma. A réz az egyetlen „nehéz” fém a jelenlegi nyomdafestékekben. A legtöbb kék (és zöld) nyomdafestékben réz-ftalocianin pigmenteket használnak. A réz az állatok és növények lényeges mikro tápanyaga, de túl nagy mennyiségben mérgező lehet, satnyulást, színtelenedést és elhalást okozva növényekben. Néhány tanulmány eredményei szerint a szarvasmarha és a birka viszonylag biztonságosan fogyaszthat újságpapírt: újságpapírral táplált kísérleti állatok vérében és májában nem találtak megengedhetetlenül sok rezet vagy cinket. A brojlercsirkék és a sertések vérének vagy csontjának alumínium- és réztartalma nem nőtt, amikor az állatok alatti alom festékmentesítési papíriszap volt, vagy azt adtak a brojlerek tápjához. A réz-ftalocianin pigmenteken végzett toxicitási vizsgálatok egereken és
patkányokon nem mutattak ki karcinogén vagy mutagén hatásokat. Az akut mérgezési vizsgálatok szerint a halálos adagok szintje nagyon magas. Az USA környezetvédelmi hatósága (EPA) sem tartja gondnak a rezet. A törvények A jelenlegi brit hulladékkezelési szabályok (SI 1994/1056) szerint a papírgyári iszapok talajkondicionálóként való alkalmazásához nem szükséges ugyan engedély, a papíripar azonban 1998-ban saját szabályozást vezetett be. Az iszapokkal módosított talajokra vonatkozó korlátozások csak a csatornaiszapra vonatkoznak, bár elvileg kiterjeszthetők bizonyos ipari iszapokra is. Az Európai Bizottság egy 2000. évi munkadokumentuma (3. tervezet) szálas és papíriszapokat is felvett az osztályozási jegyzékébe. A javaslatot az 1. táblázat ismerteti. 1. táblázat Az Európai Bizottság munkaanyaga az iszapokról (3. tervezet) 86/278/EEC irányelv
Javaslat pH 5–6
pH 6–7
pH ≥7
20
50
100
A talaj réztartalmának határértékei, (mg/kg szárazanyag)
50–140
A földeken felhasznált iszap réztartalmának határértékei (mg/kg szárazanyag)
1000–1750
1000
12 000
3000
Az évente a talajhoz adható rézmenynyiség határértékei tízéves átlagban (g/ha/év)
Az ilyen javaslatok, megvalósulásuk esetén kihathatnak a használat megengedett mértékére, még akkor is, ha az iszapok „ökológiai javulást” vagy „mezőgazdasági előnyöket” eredményeznek. Összehasonlítások és irányzatok A festékmentesítésből származó iszap réztartalma általában 100250 mg/kg, szemben a csatorna- és desztillációs iszap 1000 mg/kg-ot meghaladó értékével. Az Egyesült Királyság környezetvédelmi minisztériuma a háztartási hulladék 33 alkotóját vizsgálta, és az újságpapírban
24 mg/kg, más papírokban 31 mg/kg, a bomló konyhai hulladékban 45 mg/kg, a kerti hulladékban pedig 70 mg/kg rezet talált. A két utóbbi anyagot minden további nélkül komposztálják. 1992 és 2003 között az újságpapírok összetételében két jelentős változás történt: elterjedt a színes nyomtatás, és jelentősen nőtt a viszszanyert szálas anyagok aránya. Ez utóbbi most 62%-os, a terv a 70%os érték elérése. A színes nyomás terjedése azonnal és közvetlenül hat a réztartalomra, a kék és zöld festékek növekvő használata miatt, míg a növekvő újrafeldolgozás számos fém arányának finomabb változásait eredményezi. Az 1992 és 1998 között végzett vizsgálatok szerint az ólom, a higany és a kadmium mennyisége (a megfelelő értékek <4 mg/kg, <5 mg/kg, illetve <1 mg/kg) majd minden újságpapírmintában a mérések érzékelési határa alatt maradt. A bárium- és a teljes krómszint a fényes papírra nyomott mellékletekben volt a legmagasabb. 20–30 mg/kg réz volt a szabványos újságpapírban, 80 ppm vagy több a mellékletekben, a legtöbb a hétvégi, nem fényes, színes mellékletekben, amelyeket hőre szilárduló festékekkel, javított minőségben nyomtak. 1992 és 1998 között a szabványos minőségek rézkoncentrációja 33–40%-kal nőtt, ami jól korrelál a színes nyomás terjedésével ebben az időszakban.
A kísérleti módszer Az újságpapírok nehézfémtartalmára vonatkozó, alábbiakban ismertetésre kerülő hosszú távú vizsgálatot úgy tervezték, hogy összehasonlítható adatokat lehessen nyerni mindegyik időhorizonton. A mintákat egy teljes heti anyagból homogenizálták. A választott hét minden év februárjának az utolsó hete volt. 2003-ban négy, míg 2001-ben és 2002-ben 15 országos napilapból vették a mintákat. A négy kiválasztott (marker) mintát már korábban, 1992-ben, 1996-ban és 1998-ban is elemezték, az 1996-os felmérésben mind a 15 újságot. A heti anyagot 4x22 mm-es csíkokra aprították, alaposan összekeverték, és közel 100 g-os reprezentatív mintákat készítettek a kúpozással és negyedeléssel vett részmintákból. Ezeket a mintákat azután laboratóriumi pépesítőben homogenizálták és 3,3%-os koncentrációban ionmentesített vízbe keverték. A pépből közel 100 ml-es adagokat vettek, és ezeket szárították. Minden adagból mintát vettek, és ezeket mikrohullámú kamrában, királyvízben feltárták, majd induktívan csatolt plazma atomemissziós spektroszkópiával (ICP-AES) elemezték. Az eredményeket három minta átlagából számították.
Az eredmények A színes oldalak aránya 2003-ban 53% volt, az 1996-os arány másfélszerese (2. táblázat). 2. táblázat A színes oldalak aránya napilapokban, 1992–2003, % Újság
1992
1996
1998
2001
2002
2003
A*
36
31
31
31
31
36
B*
15
36
32
32
45
70
C*
4
20
20
36
35
49
D*
16
29
28
36
41
58
E
45
50
46
68
F
44
49
57
60
G
46
45
44
42
H
21
32
36
36
I
36
42
46
83
J
55
61
68
64
K
35
41
45
45
L
40
38
39
47
M
27
26
28
27
N
18
21
28
24
O
-
55
70
91
34
38
53
40
44
53
Átlag (A-D) Átlag
18
29 35
28
* Az A-D a négy markert képviseli.
Az 1. ábra az újságok mért réztartalmát mutatja, a 2. ábra pedig annak függését a színes oldalak arányától. A maximális rézkoncentráció végeredményben függ attól, hogy a kiadók mennyi színes hirdetési felületet tudnak értékesíteni. A 2. ábra trendvonala előre vetíti a jövőben lehetséges rézkoncentrációkat. Az adatok lineáris extrapolálásának a legrosszabb esete, amely a színes kapacitás teljes hasznosításának felel meg, 80–90 mg/kg maximális rézszintet jelent.
rézkoncentráció, mg/kg
50 40 30 20 15 átlaga négy marker
10 0 1990
1995
2000
2005
1. ábra Az átlagos rézkoncentráció hosszú távú trendje 80
rézkoncentráció, mg/kg
70 60 50 40 30 15 átlaga négy marker
20 10 0 0
20
40
60
80
100
színes oldalak, %
2. ábra Összefüggés a rézkoncentráció és a színes oldalak aránya között Az újságok nehézfémtartalmának vizsgálatakor azonban nem szabad elfelejteni, hogy az újságcsomagokban hétvégi mellékletek, betétek és néha műanyag zacskók is vannak. A 3. ábra az alkotórészek tömeg szerinti megoszlását mutatja a 15 újságmintán, 2003-as adatokkal, a 3. táblázat pedig a nehézfémtartalomról közöl összehasonlító adatokat. A legnagyobb réztartalmú színes mellékletek különböző tételei között is nagy eltérések vannak, főként a használatos papír/festék keveréktől függően, mint az a 4. ábrán látható.
színes mellékletek 15,2%
katalógusok 1,0% lekaparós kártyák 0,1%
szabványos újságnyomás 82,4%
egyéb betétek 1,4%
3. ábra Az újságpapír tömeg szerinti összetétele 3. táblázat 15 papírfajta nehézfémtartalma (mg/kg) Ag
Ba
Cd
Cr
Cu
Hg
Mn
Ni
Pb
Sn
Csomagolás (1996)
<1
10,3
<1
1,2
40,3
<5
44,6
3,3
<4
<3
21,8
Csomagolás (2001)
<2
12,8
<1
2,7
41,7
<5
42,5
8,1
<4
<3
51,1
14,4
<1
4,4
41,6
<5
39,8
2,8
<4
<5
7,8
<1
1,9
34,5
<5
46,6
7,6
<4
<3
13,8
<1
3,8
39,9
<5
41,8
2,6
<4
<5
35,9
<1
4,9
78,3
<5
25,0
8,4
<4
<3
Mellékletek (2002)
20,7
<1
10,2
58,9
<5
20,1
4,0
<4
<5
16,8
10,4
Katalógusok (2002)
19
<1
21
46
<5
34
5
<4
<5
20
12
Brosúrák/szórólapok (2002)
20
<1
4
35
<5
31
142
<4
<5
14
12
Lekaparós kártyák (2002)
15
<1
10
45
<5
27
2
<4
<5
17
15
<1
2
1
<5
<1
<1
<4
<5
1
12
Csomagolás (2002) Szabványos nyomás (2001)
<1
Szabványos nyomás (2002) Mellékletek (2001)
Polietilén zacskók (2002)
<2
Ti
11,2
Zn
15,1 56,4
10,6
15,6 38,1
5
1
2,3
4
a tételek száma
4
3
2
1
0 <20
20-40
40-60
60-80
80-100
100-120 120-140 140-160
>160
rézkoncentráció, mg/kg
A bekeretezett számok a négy fő papír/festék keverék átlagos rézkoncentrációjára vonatkoznak: 1 = Hidegen szilárduló rotációs ofszet festék, javított újságnyomás, 2 = Melegen szilárduló rotációs ofszet festék, bevont papír, 3 = Mélynyomó festék, szuperkalanderezett papír, 4 = Melegen szilárduló rotációs ofszet festék, javított újságnyomás.
4. ábra A rézkoncentráció megoszlása a színes mellékletekben
rézkoncentráció, mg/kg
50 40 30 20 10 0 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 15 átlaga
négy marker
5. ábra A rézkoncentráció hosszú távú trendje a teljes újságpapír-mennyiségben
Az 5. ábra a négy újságpapírminta hosszabb távon mért adatait ismerteti, az észlelt trendek hasonlóak. A bárium, a titán és a króm koncentrációja a mellékletekben jóval magasabb, mint a szabványos nyomású lapokban. A bárium és a titán főként az egyes magazinpapírokban használt töltőanyagokkal kerül a keverékbe, míg a króm főként a fényes bevonatokkal. Ezeknek a fémeknek a mennyisége azonban a szabványos nyomású részekben is fokozatosan nő. Az általános felfogás szerint ezt az újrafeldolgozásnak és az újságpapírban a visszanyert szálas anyag mennyiségének a növekedése eredményezi. Megjegyzendő, hogy a magazinpapírok és a brosúrák az újrafeldolgozott anyaghoz használt összetételnek mintegy 25%-át tartalmazzák, növelve az újrafeldolgozás fémterhelését. Míg ezeknek a fémeknek a nagy részét az újrafeldolgozás során eltávolítják, és azok a festékmentesítési iszapban koncentrálódnak, kisebb mennyiségek az új anyagba is kerülhetnek. Ezzel szemben, a papír az újrafeldolgozás minden ciklusában progresszíven szegényedik, főként az új papírban használt farostból származó mangánban. Összeállította: Szende György Tucker, P.; Douglas, P.: The metal content of newspapers: Implications for recycling and reuse. = Wastes Management, Scientific and Technical Review, 6. k. 1. sz. 2005. ápr. p. 25–31. Recycling the News. = Waste Age, 28. k. 9. sz. 1997. p. 77–84.
