Az újságpapírok fémtartalmának jelentősége az újrafeldolgozás és újrahasználat szempontjából

Átírás

1 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

2 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 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) A talaj réztartalmának határértékei, (mg/kg szárazanyag) A földeken felhasznált iszap réztartalmának határértékei (mg/kg szárazanyag) Az évente a talajhoz adható rézmenynyiség határértékei tízéves átlagban (g/ha/év) 86/278/EEC irányelv Javaslat ph 5 6 ph 6 7 ph 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 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

3 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 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 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 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 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.

4 Az eredmények A színes oldalak aránya 2003-ban 53% volt, az 1996-os arány másfélszerese (2. táblázat). 2. táblázat A színes oldalak aránya napilapokban, , % Újság A* B* C* D* E F G H I J K L M N O Átlag (A-D) Átlag * 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, mg/kg maximális rézszintet jelent.

5 50 rézkoncentráció, mg/kg átlaga négy marker ábra Az átlagos rézkoncentráció hosszú távú trendje rézkoncentráció, mg/kg átlaga négy marker 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.

6 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 15 papírfajta nehézfémtartalma (mg/kg) 3. táblázat Ag Ba Cd Cr Cu Hg Mn Ni Pb Sn Ti Zn 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 Csomagolás (2002) 14,4 <1 4,4 41,6 <5 39,8 2,8 <4 <5 11,2 15,1 Szabványos nyomás (2001) Szabványos nyomás (2002) <1 7,8 <1 1,9 34,5 <5 46,6 7,6 <4 <3 56,4 13,8 <1 3,8 39,9 <5 41,8 2,6 <4 <5 10,6 15,6 Mellékletek (2001) <2 35,9 <1 4,9 78,3 <5 25,0 8,4 <4 <3 38,1 Mellékletek (2002) 20,7 <1 10,2 58,9 <5 20,1 4,0 <4 <5 16,8 10,4 Katalógusok (2002) 19 < < <4 < Brosúrák/szórólapok (2002) Lekaparós kártyák (2002) Polietilén zacskók (2002) 20 < < <4 < < < <4 < <1 2 1 <5 <1 <1 <4 <5 1 12

7 ,3 4 a tételek száma < >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 50 rézkoncentráció, mg/kg átlaga négy marker 5. ábra A rézkoncentráció hosszú távú trendje a teljes újságpapír-mennyiségben

8 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 ápr. p Recycling the News. = Waste Age, 28. k. 9. sz p