Műanyagok és környezetvédelem
Pukánszky Béla
BME Műanyag- és Gumiipari Tanszék 2002. december 13.
Vázlat z
z
Műanyagok és környezet - mennyiség - becslés - életút-analízis - energia Megoldás - megelőzés, tervezés - égetés - kémiai hasznosítás - újrafeldolgozás
z
z
Biológiailag lebontható polimerek - szabályozott élettartam - keményítő keverékek - lebontható polimerek - termékek Jogszabályok - termékdíj - megoldás
Környezetszennyezés Budai táj
Sok műanyag
Környezetszennyezés Budai táj
Még több műanyag
Környezetszennyezés Hurrá, nyaralás!!!
Környezetszennyezés Beláthatatlan következmények
Nem csak műanyag!!!
0
60
Termelési
Veszélyes
Települési
Energiaterm.
Mezőgazd.
Hulladék (%)
Hulladék Magyarország 1998 - KTM
80
6.1 %
40
20
0
Veszélyes
30
Fém
Üveg
Műanyag
Textil
M+papír
Papír
Szerves
Egyéb sz.
Hulladék (%)
Háztartási hulladék Budapest 1997 - KSH
40
3.5 %
20
10
Életút-analízis PVC felhasználás
Életút-analízis PVC termék z
energia
Életút-analízis - felmérés - interpretáció
Nyersanyag energia
Fontos kérdések
szennyezés
Termékgyártás
energia
Hulladékkezelés
- vonatkoztatási alap - szubjektivizmus z
További fejlődés
szennyezés szennyezés energia anyag
Termékhasználat
- biológiai különbségek - esztétika
PVC gyártás
anyag
- korrekció z
anyag
energia
Égetés
Feldolgozás
szennyezés anyag
Lerakás
Életút-analízis Folyadék csomagolás - egység
Környezetterhelés
120 100 80 60 40 20
Energia Levegő Víz
0
PP
PS
PVC
Papír
Üveg
Életút-analízis Joghurtos pohár - 1000 db
Hatás
30
20
10
Üveg PS
0
Energia Szemét Levegő (MJ) 3 (cm )
(1000
m3)
Víz (dm3)
Életút-analízis Hordtáska - 50000 db
Energia Felhasználás, feldolgozás, szállítás z
30
z
20
Egyéb
Vegyipar
Ipar
0
Közlekedés
10
Fűtés
Energiafelhasználás (%)
40
z
Felhasználás Vegyipar 7.0 % Műanyag 4.0 % Csomagolás 1.5 % Feldolgozás - ásványolaj ekvivalens Alumínium 15 kg Vas 5 kg Polietilén 1.5 kg Szállítás Üveg 36.2 % Műanyag 3.5 %
Megoldás Lehetőségek z
Tervezés
z
Újrafeldolgozás
z
Kémiai lebontás
z
Égetés
z
Szemétlerakás
100
z
Hasonlít az őskorhoz
80
z
Gyűjtés:
z
Szabályos lerakó: 30 %
z
Lerakott hulladék: 85 %
z
Kapacitás:
5 év
z
Illegális lerakás:
sok
z
Szelektív gyűjtés: Győr
z
Kilátások:
60 40
Biológia
Feldolgozás
0
Égetés
20
Lerakás
Mennyiség (%)
Megoldás Magyarországi helyzet
82 %
rossz
Megelőzés Tervezés, egyéb megoldások Tervezés - falvastagság csökkentés - nagyobb kiszerelés - visszatérő csomagolás - utántöltő csomagolás
75 70 65
Tömeg (g)
z
60 55 50 45 40
1977 1986 1987 1988 1990 1999
Év
0
Papír, fa
Barnaszén
Kőszén
Földgáz
Olaj
PE, PP, PS
Fűtőérték (MJ/kg)
Égetés Hőtartalom
50
40
30
20
10
Égetés Káros gázok - HCl, dioxin
20 15 10
0
0
Kéndioxid Nitrogén oxidok
HCl
Szennyvíz égetés
5
Közlekedés
0.3 % PVC
20
Cl
Al ipar
erőművek
O
25
Hulladék égetés
40
Cl
30
Ipar
60
Dioxin forrás (%)
Savas gázok (%)
35
Cl
Krematóriumok
erőművek
O
Erőművek
80
40
Cl
Égetés Égetőművek
Kémiai újrahasznosítás Módszerek; PET hidrolízis z
Kokszolás
z
Krakkolás
z
Depolimerizáció
z
Elektrokinetikus bontás
z
Hidrogénezés
z
Hidrolízis, glikolízis
z
Olvadt fémfürdő
z
Oldás (frakcionálás)
z
Pirolízis
O
O O
O
O + H2O
O
OH O
O +
HO
O
Kémiai újrahasznosítás PET lebontás PET hulladék
glikol
Extruder Kristályosító Desztilláló kolonna Hidrolizáló
gőz 2-300 °C, 15 bar
Centrifuga
Szárító tereftálsav
Kémiai újrahasznosítás Pirolízis
Újrafeldolgozás Folyamat, problémák Problémák z
gyűjtés
z
válogatás
z
mosás
Újrafeldolgozás Magyar vállalatok - 1998 Vállalat Rypack Partium 70 Aranyhíd Áfész Regranulátum Kft. Hoplofon 95 Rt. Recyclen Kft. Cs + Cs Bt. Plasztinform Bt. Összesen
Hulladék típus film film film film vegyes vegyes vegyes vegyes
Mennyiség (tonna) 2000 3000 1500 800 5000 2500 2000 2000 18800
Újrafeldolgozás Válogatás, szeparáció PP PP, LDPE víz-alkohol, ρ = 0.91
Hulladék
LDPE
HDPE, LDPE, PP víz-alkohol, ρ = 0.91
HDPE
HDPE, LDPE, PP, PS, PVC víz, ρ = 1.00
PS PS, PVC só-víz, ρ = 1.20 PVC
Újrafeldolgozás Termék - Recyclen
Újrafeldolgozás Termék
Újrafeldolgozás Termék
Újrafeldolgozás Termék
Szabályozott élettartam Mezőgazdaság z
z
z
Alkalmazás - talajtakaró fólia - kötöző zsineg - palánta cserép Degradáció - fotodegradáció - napfény - kémiai degradáció - levegő - biodegradáció - enzim - mechanikai hatás - szél Megoldás: katalizátor
z
z
z
Újratermelődő nyersanyag - faliszt - cellulóz - keményítő Keményítő - töltőanyag - lágyított keményítő - polimer keverék Megoldás: fázisközvetítés? De: korlátozott lebomlás
Újratermelődő nyersanyag Keményítő
Újratermelődő nyersanyag Keményítő - természetes polimerek 1,25
z
Relatív szilárdság
1,00
additivitás fázisközvetítővel
z
0,75
fázisközvetítő nélkül
0,50
z 0,25
0,00 0,0
z
elméleti minimum 0,2
0,4
0,6
TPS térfogattört
0,8
1,0
Poliszaharidok: keményítő, cellulóz, kitin, kitozán, dextrán stb. Proteinek: kollagén, zselatin, kazein, albumin, selyem stb. Poliészterek: poli(hidroxialkanoát)-ok Egyéb: lignin, sellak, természetes gumi
0
Háztartás
Építés
Tapéta, padló
Csomagolás
Lemez
Cső, fitting
Szál
Mennyiség (%)
Biológiai lebonthatóság Csomagolás
50
40
30
20
10
Biológiai lebonthatóság Jelentés z z z
z
Ellentmondásos fogalom sokféle megközelítés Ellenőrzött lebomlás - komposztálás Feltételek: - fizikai lebomlás, széthullás - kémiai lebomlás - nincs toxicitás - a komposzt minősége Cél: teljes lebomlás - mineralizáció - H2O, CO2
Biológiai lebonthatóság Követelmények z z z
z
Ár - jelenleg magas Feldolgozás - meglevő gépeken Tulajdonságok: - folyási jellemzők - mechanikai tulajdonságok - esztétika - egészségre ártalmatlan - megfeleljen az eddig használt anyagoknak Környezeti hatás: teljes lebonthatóság
Biológiai előállítás Baktérium CH2OH OH
O OH
CH3
O
O C CH2
C
H
OH OH
n
poli(hidroxi-butirát)
Lebontható polimerek Poliészterek z
Ecostar O O O
O
O
O O
O
m
n
z
Polikaprolakton
O O
z
Politejsav
O O O
O O
O O
O
Lebontható polimerek Politejsav villa
0. nap
12. nap
33. nap
Biológiai lebomlás
45. nap
Lebontható polimerek Daicel
PCL/cellulóz származék
Biológiailag lebontható polimerek Gyártók, termékek Anyag Keményítő
Hab Cellulóz Poliészter
Típus
Gyártó
Ár (ECU/kg) Mater-Bi Novamont 3-5 FlunteraP Biotech 0.5-1 Novon Novon 3-7 Biopack Biopack 7.5 Sunstarke c.acetát Eastman 5-10 PHBV Monsanto 15 PLA/PLGA Boehringer >500 PLA Cargil-Dow 1-10 PCL Union C. 6-7
Felhasználás csomagolás csomagolás higiénia élelmiszer csomagoló hab csomagolás műanyag orvosi anyag műanyag csomagolás
Jogszabályok Környezetvédelmi törvények z z z z z z z z z
Háztartási hulladék kezelése - miniszteri rendelet - 1986 Veszélyes hulladék importja - kormányrendelet - 1987 Hulladékkezelés - kormányrendelet - 1988 Égetőművek kibocsátása - miniszteri rendelet - 1991 Környezetvédelem - törvény - 1995 Termékdíj (csomagolás) - törvény - 1995 A környezeti hatások megállapítása, engedélyezés, eljárások - kormányrendelet - 1995 Veszélyes hulladék - kormányrendelet - 1996 Hulladékkezelés - törvény - 1999
Jogszabályok Termékdíj és újrafeldolgozás Anyag
1996-97 Ft/kg % Műanyag 10,0 12,5 Kombinált 8,0 12,5 Textil Alumínium 5,0 12,5 Egyéb fém 4,0 12,5 Papír 3,0 30,0 Fa Textil Üveg 2,0 20,0 Egyéb 5,0 12,5
1998 Ft/kg % 11,0 25,0 9,0 25,0 5,4 4,3 3,3
25,0 25,0 45,0
2,2 5,4
35,0 25,0
1999 Ft/kg % 11,5 27,0 11,7 27,0 27,0 5,5 27,0 4,3 30,0 4,3 48,0 4,3 40,0 4,3 40,0 2,1 35,0 5,5
2000-01 Ft/kg % 12,7 55,0 15,2 60,0 5,6 4,3 5,6 5,6 5,6 2,1 5,6
45,0 50,0 55,0 50,0 50,0 45,0
Jogszabályok Termékdíj Németországban Csomagolóanyag
Papír, hullámlemez Lebontható polimer (keményítő/műanyag) Papír (folyadék, paszták) Egyéb anyagok Műanyagok Lebontható természetes polimer
Díj (DM/kg) 0,40 0,65-0,90 1,69 2,10 2,67-2,95 0
Jövőkép Szervezett gyűjtés - zöld pont
ÖSSZEFOGLALÁS
z
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 - nem A hulladékkezelés csak szervezetten oldható meg.
z
A környezet védelme mindannyiunk feladata.
z z z z
