Műanyagok és környezetvédelem Pukánszky Béla BME Műanyag- és Gumiipari Tanszék 2002. december 13.
Vázlat Műanyagok és környezet - mennyiség - becslés - életút-analízis -energia Megoldás - megelőzés, tervezés - égetés - kémiai hasznosítás - újrafeldolgozás 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!!!
Hulladék Magyarország 1998 - KTM 80 60 6.1 % 40 20 0 Hulladék (%) Mezőgazd. Energiaterm. Települési Veszélyes Termelési
40 30 20 10 0 Háztartási hulladék Budapest 1997 - KSH 3.5 % Hulladék (%) Egyéb sz. Szerves Papír M+papír Textil Műanyag Üveg Fém Veszélyes
Életút-analízis PVC felhasználás
Életút-analízis PVC termék Életút-analízis -felmérés - interpretáció - korrekció Fontos kérdések - biológiai különbségek - esztétika - vonatkoztatási alap - szubjektivizmus További fejlődés energia anyag szennyezés energia energia anyag Nyersanyag PVC gyártás Termékgyártás Termékhasználat Hulladékkezelés Feldolgozás Égetés anyag Lerakás szennyezés szennyezés energia anyag energia szennyezés
Életút-analízis Folyadék csomagolás - egység 120 Környezetterhelés 100 80 60 40 20 0 PP PS PVC Papír Üveg Energia Levegő Víz
Életút-analízis Joghurtos pohár - 1000 db 30 Hatás 20 10 0 Energia Szemét (MJ) (cm 3 ) Levegő (1000 m 3 ) Víz (dm 3 ) Üveg PS
Életút-analízis Hordtáska - 50000 db
Energia Felhasználás, feldolgozás, szállítás Energiafelhasználás (%) 40 30 20 10 0 Fűtés Közlekedés Ipar Vegyipar Egyéb 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 Tervezés Újrafeldolgozás Kémiai lebontás Égetés Szemétlerakás
Megoldás Magyarországi helyzet 100 Hasonlít az őskorhoz Mennyiség (%) 80 60 40 20 0 Lerakás Égetés Feldolgozás Biológia Gyűjtés: 82 % Szabályos lerakó: 30 % Lerakott hulladék: 85 % Kapacitás: 5 év Illegális lerakás: sok Szelektív gyűjtés: Győr Kilátások: rossz
Megelőzés Tervezés, egyéb megoldások Tervezés - falvastagság csökkentés - nagyobb kiszerelés - visszatérő csomagolás - utántöltő csomagolás Tömeg (g) 75 70 65 60 55 50 45 40 1977 1986 1987 1988 1990 1999 Év
50 40 30 20 10 0 Égetés Hőtartalom Fűtőérték (MJ/kg) PE, PP, PS laj Földgáz Kőszén Barnaszén Papír, fa
40 35 30 25 20 15 10 Dioxin forrás (%) 5 0 Ipar Hulladék égetés Erőművek Krematóriumok Al ipar Közlekedés Szennyvíz égetés 80 60 40 20 0 Égetés Káros gázok - HCl, dioxin erőművek Cl Cl erőművek 0.3 % PVC Kéndioxid Nitrogén oxidok HCl Cl Cl Savas gázok (%)
Égetés Égetőművek
Kémiai újrahasznosítás Módszerek; PET hidrolízis Kokszolás Krakkolás Depolimerizáció Elektrokinetikus bontás + H 2 Hidrogénezés Hidrolízis, glikolízis lvadt fémfürdő H ldás (frakcionálás) Pirolízis H +
Kémiai újrahasznosítás PET lebontás PET hulladék Extruder Hidrolizáló Kristályosító glikol Desztilláló kolonna gőz Centrifuga Szárító 2-300 C, 15 bar tereftálsav
Kémiai újrahasznosítás Pirolízis
Újrafeldolgozás Folyamat, problémák Problémák gyűjtés válogatás 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 PP, LDPE víz-alkohol, ρ = 0.91 PP HDPE, LDPE, PP, PS, PVC víz, ρ = 1.00 HDPE, LDPE, PP víz-alkohol, ρ = 0.91 PS, PVC só-víz, ρ = 1.20 PVC PS HDPE LDPE
Újrafeldolgozás Termék - Recyclen
Újrafeldolgozás Termék
Újrafeldolgozás Termék
Újrafeldolgozás Termék
Szabályozott élettartam Mezőgazdaság Alkalmazás - talajtakaró fólia - kötöző zsineg - palánta cserép Degradáció - fotodegradáció - napfény - kémiai degradáció - levegő - biodegradáció - enzim - mechanikai hatás - szél Megoldás: katalizátor Újratermelődő nyersanyag - faliszt - cellulóz - keményítő Keményítő - töltőanyag - lágyított keményítő - polimer keverék Megoldás: fázisközvetítés? De: korlátozott lebomlás
Újratermelődő nyersanyag Keményítő
Újratermelődő nyersanyag Keményítő - természetes polimerek Relatív szilárdság 1,25 1,00 additivitás fázisközvetítővel 0,75 0,50 fázisközvetítő nélkül 0,25 elméleti minimum 0,00 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 TPS térfogattört Poliszaharidok: keményítő, cellulóz, kitin, kitozán, dextrán stb. Proteinek: kollagén, zselatin, kazein, albumin, selyem stb. Poliészterek: poli(hidroxialkanoát)-ok Egyéb: lignin, sellak, természetes gumi
50 40 30 20 10 0 Biológiai lebonthatóság Csomagolás Mennyiség (%) Szál Cső, fitting Lemez Csomagolás Tapéta, padló Építés Háztartás
Biológiai lebonthatóság Jelentés Ellentmondásos fogalom - sokféle megközelítés Ellenőrzött lebomlás - komposztálás Feltételek: - fizikai lebomlás, széthullás - kémiai lebomlás - nincs toxicitás - a komposzt minősége Cél: teljes lebomlás - mineralizáció -H 2, C 2
Biológiai lebonthatóság Követelmények 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 CH 2 H CH 3 H H C CH 2 H H H C n poli(hidroxi-butirát)
Lebontható polimerek Poliészterek Ecostar Polikaprolakton n m Politejsav
Lebontható polimerek Politejsav villa 0. nap 12. nap 33. nap 45. nap Biológiai lebomlás
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 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 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
ÖSSZEFGLALÁS 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. A környezet védelme mindannyiunk feladata.