Műanyagok és környezetvédelem
Pukánszky Béla
BME Műanyag- és Gumiipari Tanszék
2002. december 13.
Vázlat
z Műanyagok és környezet - mennyiség
- becslés - életút-analízis - energia
z Megoldás
- megelőzés, tervezés - égetés
- kémiai hasznosítás - újrafeldolgozás
z Biológiailag lebontható polimerek
- szabályozott élettartam - keményítő keverékek - lebontható polimerek - termékek
z Jogszabályok - termékdíj - megoldás
Környezetszennyezés Budai táj
Sok műanyag
Környezetszennyezés Budai táj
Még több műanyag
Környezetszennyezés
Hurrá, nyaralás!!!
Környezetszennyezés
Beláthatatlan következmények
Nem csak műanyag!!!
Hulladék
Magyarország 1998 - KTM
0 20 40 60 80
Hul la d ék ( % )
Mezőgazd. Energiaterm. Települési Veszélyes Termelési6.1 %
Háztartási hulladék Budapest 1997 - KSH
0 10 20 30 40
Hulladék (%) Egyéb sz. Szerves Papír M+papír Textil Műanyag Üveg Fém Veszélyes
3.5 %
Életút-analízis
PVC felhasználás
Életút-analízis PVC termék
z Életút-analízis - felmérés
- interpretáció - korrekció
z Fontos kérdések
- biológiai különbségek - esztétika
- vonatkoztatási alap - szubjektivizmus
z További fejlődés
Nyersanyag PVC gyártás Termékgyártás Termékhasználat
Hulladékkezelés Feldolgozás
Lerakás
Égetés
anyag energia
szennyezés szennyezés
szennyezés
szennyezés energia
energia
energia energia
anyag
anyag
anyag
Életút-analízis
Folyadék csomagolás - egység
PP PS PVC Papír Üveg
Víz
Levegő Energia
0 20 40 60 80 100 120
Környezetterhelés
Életút-analízis
Joghurtos pohár - 1000 db
Energia Szemét Levegő Víz
PS
Üveg
0 10 20 30
Hatás
(MJ) (cm3)
(1000 m3)
(dm3)
Életút-analízis
Hordtáska - 50000 db
Energia
Felhasználás, feldolgozás, szállítás
z Felhasználás
Vegyipar 7.0 %
Műanyag 4.0 %
Csomagolás 1.5 %
z Feldolgozás - ásványolaj ekvivalens
Alumínium 15 kg
Vas 5 kg
Polietilén 1.5 kg
z Szállítás
Üveg 36.2 %
Műanyag 3.5 %
0 10 20 30 40
Energiafelhasználás (%) Fűtés Közlekedés Ipar Vegyipar Egyéb
Megoldás Lehetőségek
z Tervezés
z Újrafeldolgozás
z Kémiai lebontás
z Égetés
z Szemétlerakás
Megoldás
Magyarországi helyzet
0 20 40 60 80 100
Mennyiség (%) Lerakás Égetés Feldolgozás Biológia
z Hasonlít az őskorhoz
z Gyűjtés: 82 %
z Szabályos lerakó: 30 %
z Lerakott hulladék: 85 %
z Kapacitás: 5 év
z Illegális lerakás: sok
z Szelektív gyűjtés: Győr
z Kilátások: rossz
Megelőzés
Tervezés, egyéb megoldások
z Tervezés
- falvastagság csökkentés - nagyobb kiszerelés
- visszatérő csomagolás - utántöltő csomagolás
40 45 50 55 60 65 70 75
Tömeg (g)
1977 1986 1987 1988 1990 1999
Év
Égetés
Hőtartalom
0 10 20 30 40 50
Fűtőérték (MJ/kg) PE, PP, PS Olaj Földgáz Kőszén Barnaszén Papír, fa
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Dioxin forrás (%) Ipar Hulladék égetés Erőművek Krematóriumok Al ipar Közlekedés Szennyvíz égetés
0 20 40 60 80
Savas gázok (%)
Kéndioxid Nitrogén oxidok
HCl
Égetés
Káros gázok - HCl, dioxin
erőművek
erőművek
0.3 % PVC
O
O Cl
Cl
Cl
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
O O
OH O
HO O
+ H2O
+
Kémiai újrahasznosítás PET lebontás
Szárító Extruder
Centrifuga
Desztilláló kolonna
PET hulladék glikol
tereftálsav
Kristályosító
Hidrolizáló
gőz
2-300 °C, 15 bar
Kémiai újrahasznosítás
Pirolízis
Újrafeldolgozás
Folyamat, problémák
Problémák
z gyűjtés
z válogatás
z mosás
Újrafeldolgozás
Magyar vállalatok - 1998
Vállalat Hulladék típus Mennyiség
(tonna)
Rypack film 2000
Partium 70 film 3000
Aranyhíd Áfész film 1500
Regranulátum Kft. film 800
Hoplofon 95 Rt. vegyes 5000
Recyclen Kft. vegyes 2500
Cs + Cs Bt. vegyes 2000
Plasztinform Bt. vegyes 2000
Összesen 18800
Újrafeldolgozás
Válogatás, szeparáció
Hulladék
HDPE, LDPE, PP, PS, PVC víz,
ρ = 1.00
HDPE, LDPE, PP víz-alkohol, ρ = 0.91
PS, PVC só-víz, ρ = 1.20
PP, LDPE
víz-alkohol, ρ = 0.91
PVC
PS
HDPE
LDPE PP
Újrafeldolgozás
Termék - Recyclen
Újrafeldolgozás
Termék
Újrafeldolgozás
Termék
Újrafeldolgozás
Termék
Szabályozott élettartam Mezőgazdaság
z Alkalmazás
- talajtakaró fólia - kötöző zsineg - palánta cserép
z Degradáció
- fotodegradáció - napfény - kémiai degradáció - levegő - biodegradáció - enzim
- mechanikai hatás - szél
z Megoldás: katalizátor
z Újratermelődő nyersanyag - faliszt
- cellulóz - keményítő
z Keményítő - töltőanyag
- lágyított keményítő - polimer keverék
z Megoldás: fázisközvetítés?
De: korlátozott lebomlás
Újratermelődő nyersanyag
Keményítő
Újratermelődő nyersanyag
Keményítő - természetes polimerek
z Poliszaharidok: keményí- tő, cellulóz, kitin, kitozán, dextrán stb.
z Proteinek: kollagén, zsela- tin, kazein, albumin, se- lyem stb.
z Poliészterek: poli(hidroxi- alkanoát)-ok
z Egyéb: lignin, sellak, ter- mészetes gumi
0,0 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
Relatív szilárdság
TPS térfogattört
Biológiai lebonthatóság Csomagolás
0 10 20 30 40 50
Mennyiség (%) Szál Cső, fitting Lemez Csomagolás Tapéta, padló Építés Háztartás
Biológiai lebonthatóság Jelentés
z Ellentmondásos fogalom - sokféle megközelítés
z Ellenőrzött lebomlás - kom- posztálás
z Feltételek:
- fizikai lebomlás, széthullás - kémiai lebomlás
- nincs toxicitás
- a komposzt minősége
z Cél: teljes lebomlás - mineralizáció
- H2O, CO2
Biológiai lebonthatóság Követelmények
z Ár - jelenleg magas
z Feldolgozás - meglevő gépeken
z Tulajdonságok:
- folyási jellemzők
- mechanikai tulajdonságok - esztétika
- egészségre ártalmatlan
- megfeleljen az eddig használt anyagoknak
z Környezeti hatás: teljes lebont- hatóság
Biológiai előállítás Baktérium
O CH2OH
OH
OH OH
OH O C
H CH3
CH2 C O
n
poli(hidroxi-butirát)
Lebontható polimerek Poliészterek
z
Ecostar
z
Polikaprolakton
z
Politejsav
O
O O
O
O O
O O
n m
O
O
O O
O O
O
O O
O
Lebontható polimerek Politejsav villa
Biológiai lebomlás
0. nap 12. nap 33. nap 45. nap
Lebontható polimerek Daicel
PCL/cellulóz származék
Biológiailag lebontható polimerek Gyártók, termékek
Anyag Típus Gyártó Ár Felhasználás (ECU/kg)
Keményítő Mater-Bi Novamont 3-5 csomagolás FlunteraP Biotech 0.5-1 csomagolás
Novon Novon 3-7 higiénia
Biopack Biopack 7.5 élelmiszer
Hab Sunstarke csomagoló hab
Cellulóz c.acetát Eastman 5-10 csomagolás
Poliészter PHBV Monsanto 15 műanyag
PLA/PLGA Boehringer >500 orvosi anyag
PLA Cargil-Dow 1-10 műanyag
PCL Union C. 6-7 csomagolás
Jogszabályok
Környezetvédelmi törvények
z Háztartási hulladék kezelése - miniszteri rendelet - 1986
z Veszélyes hulladék importja - kormányrendelet - 1987
z Hulladékkezelés - kormányrendelet - 1988
z Égetőművek kibocsátása - miniszteri rendelet - 1991
z Környezetvédelem - törvény - 1995
z Termékdíj (csomagolás) - törvény - 1995
z A környezeti hatások megállapítása, engedélyezés, eljárások - kormányrendelet - 1995
z Veszélyes hulladék - kormányrendelet - 1996
z Hulladékkezelés - törvény - 1999
Jogszabályok
Termékdíj és újrafeldolgozás
Anyag 1996-97 1998 1999 2000-01
Ft/kg % Ft/kg % Ft/kg % Ft/kg %
Műanyag 10,0 12,5 11,0 25,0 11,5 27,0 12,7 55,0 Kombinált 8,0 12,5 9,0 25,0 11,7 27,0 15,2 60,0
Textil 27,0
Alumínium 5,0 12,5 5,4 25,0 5,5 27,0 5,6 45,0 Egyéb fém 4,0 12,5 4,3 25,0 4,3 30,0 4,3 50,0 Papír 3,0 30,0 3,3 45,0 4,3 48,0 5,6 55,0
Fa 4,3 40,0 5,6 50,0
Textil 4,3 40,0 5,6 50,0
Üveg 2,0 20,0 2,2 35,0 2,1 35,0 2,1 45,0
Egyéb 5,0 12,5 5,4 25,0 5,5 5,6
Jogszabályok
Termékdíj Németországban
Csomagolóanyag Díj
(DM/kg)
Papír, hullámlemez 0,40
Lebontható polimer (keményítő/műanyag) 0,65-0,90
Papír (folyadék, paszták) 1,69
Egyéb anyagok 2,10
Műanyagok 2,67-2,95
Lebontható természetes polimer 0
Jövőkép
Szervezett gyűjtés - zöld pont
ÖSSZEFOGLALÁS
z Minden hulladék káros a környezetre.
z A környezeti hatások reális felmérése elengedhetetlen.
z A műanyagok sem rosszabbak, mint a többi anyag.
z Megfelelő megközelítéssel a műanyag hulladék kezelhető - tervezés
- újrafeldolgozás - égetés
- lerakás - nem
z A hulladékkezelés csak szervezetten oldható meg.
z A környezet védelme mindannyiunk feladata.
