Műanyagok és környezetvédelem

Pukánszky Béla

BME Műanyag- és Gumiipari Tanszék2002. december 13.

Vázlat

Műanyagok és környezet- mennyiség- becslés - életút-analízis- energiaMegoldás- megelőzés, tervezés- égetés- kémiai hasznosítás- újrafeldolgozás

Biológiailag lebonthatópolimerek- szabályozott élettartam- keményítő keverékek- lebontható polimerek- termékekJogszabályok- termékdíj- megoldás

KörnyezetszennyezésBudai táj

Sok műanyag

KörnyezetszennyezésBudai táj

Még több műanyag

KörnyezetszennyezésHurrá, nyaralás!!!

KörnyezetszennyezésBeláthatatlan következmények

Nem csak műanyag!!!

HulladékMagyarország 1998 - KTM

0

20

40

60

80H

ulla

dék

(%)

Mezőg

azd.

Ener

giat

erm

.

Tele

pülé

si

Vesz

élye

s

Term

elés

i

6.1 %

Háztartási hulladékBudapest 1997 - KSH

0

10

20

30

40H

ulla

dék

(%)

Egyé

b sz

.

Szer

ves

Papí

r

M+p

apír

Text

il

Műa

nyag

Üve

g

Fém

Vesz

élye

s

3.5 %

Életút-analízisPVC felhasználás

Életút-analízisPVC termék

Életút-analízis- felmérés- interpretáció- korrekcióFontos kérdések- biológiai különbségek- esztétika- vonatkoztatási alap- szubjektivizmusTovábbi fejlődés

Nyersanyag

PVC gyártás

Termékgyártás

Termékhasználat

Hulladékkezelés

Feldolgozás

Lerakás

Égetés

anyagenergia

szennyezés

szennyezés

szennyezés

szennyezés

energia

energia

energia energia

anyag

anyag

anyag

Életút-analízisFolyadék csomagolás - egység

PP PS PVC Papír Üveg

VízLevegő

Energia0

20

40

60

80

100

120K

örny

ezet

terh

elés

Életút-analízisJoghurtos pohár - 1000 db

Energia Szemét Levegő Víz

PSÜveg0

10

20

30H

atás

(MJ) (cm3)(1000 m3)

(dm3)

Életút-analízisHordtáska - 50000 db

EnergiaFelhasználás, feldolgozás, szállítás

FelhasználásVegyipar 7.0 %Műanyag 4.0 %Csomagolás 1.5 %Feldolgozás - ásványolaj ekvivalensAlumínium 15 kgVas 5 kgPolietilén 1.5 kg SzállításÜveg 36.2 %Műanyag 3.5 %

0

10

20

30

40

Ener

giaf

elha

szná

lás (

%)

Fűté

s

Köz

leke

dés

Ipar

Vegy

ipar

Egyé

b

MegoldásLehetőségek

Tervezés

Újrafeldolgozás

Kémiai lebontás

Égetés

Szemétlerakás

MegoldásMagyarországi helyzet

0

20

40

60

80

100

Men

nyisé

g (%

)

Lera

kás

Éget

és

Feld

olgo

zás

Biol

ógia

Hasonlít az őskorhoz

Gyűjtés: 82 %

Szabályos lerakó: 30 %

Lerakott hulladék: 85 %

Kapacitás: 5 év

Illegális lerakás: sok

Szelektív gyűjtés: Győr

Kilátások: rossz

MegelőzésTervezés, egyéb megoldások

Tervezés- falvastagság csökkentés- nagyobb kiszerelés- visszatérő csomagolás- utántöltő csomagolás

40

45

50

55

60

65

70

75

Töm

eg (g

)

1977 1986 1987 1988 1990 1999

Év

ÉgetésHőtartalom

0

10

20

30

40

50

Fűtő

érté

k (M

J/kg

)

PE, P

P,PS O

laj

Föld

gáz

Kős

zén

Barn

aszé

n

Papí

r, fa

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Dio

xin

forr

ás (%

)

Ipar

Hull

adék

ége

tés

Erőm

űvek

Kre

mat

órium

ok

Al ip

ar

Köz

leked

és

Szen

nyvíz

ége

tés0

20

40

60

80

Sava

s gáz

ok (%

)

Kéndioxid Nitrogénoxidok

HCl

ÉgetésKáros gázok - HCl, dioxin

erőművek

erőművek

0.3 % PVC

O

O

Cl

Cl

Cl

Cl

ÉgetésÉgetőművek

Kémiai újrahasznosításMódszerek; PET hidrolízis

KokszolásKrakkolásDepolimerizációElektrokinetikus bontásHidrogénezésHidrolízis, glikolízisOlvadt fémfürdőOldás (frakcionálás)Pirolízis

O

O

O

O

O

O

O

OH

O

HOO

+H2O

+

Kémiai újrahasznosításPET lebontás

Szárító

Extruder

Centrifuga

Desztillálókolonna

PET hulladék glikol

tereftálsav

Kristályosító

Hidrolizáló

gőz

2-300 °C, 15 bar

Kémiai újrahasznosításPirolízis

ÚjrafeldolgozásFolyamat, problémák

Problémák

gyűjtés

válogatás

mosás

ÚjrafeldolgozásMagyar vállalatok - 1998

Vállalat Hulladék típus Mennyiség(tonna)

Rypack film 2000Partium 70 film 3000Aranyhíd Áfész film 1500Regranulátum Kft. film 800Hoplofon 95 Rt. vegyes 5000Recyclen Kft. vegyes 2500Cs + Cs Bt. vegyes 2000Plasztinform Bt. vegyes 2000

Összesen 18800

ÚjrafeldolgozásVálogatás, szeparáció

Hulladék

HDPE, LDPE, PP, PS, PVC víz,

ρ = 1.00

HDPE, LDPE, PP víz-alkohol, ρ = 0.91

PS, PVCsó-víz, ρ = 1.20

PP, LDPEvíz-alkohol, ρ = 0.91

PVC

PS

HDPE

LDPE

PP

ÚjrafeldolgozásTermék - Recyclen

ÚjrafeldolgozásTermék

ÚjrafeldolgozásTermék

ÚjrafeldolgozásTermék

Szabályozott élettartamMezőgazdaság

Alkalmazás- talajtakaró fólia- kötöző zsineg- palánta cserépDegradáció- fotodegradáció - napfény- kémiai degradáció - levegő- biodegradáció - enzim- mechanikai hatás - szélMegoldás: katalizátor

Újratermelődő nyersanyag- faliszt- cellulóz- keményítőKeményítő- töltőanyag- lágyított keményítő- polimer keverékMegoldás: fázisközvetítés? De: korlátozott lebomlás

Újratermelődő nyersanyagKeményítő

Újratermelődő nyersanyagKeményítő - természetes polimerek

Poliszaharidok: keményí-tő, cellulóz, kitin, kitozán, dextrán stb.Proteinek: kollagén, zsela-tin, kazein, albumin, se-lyem stb.Poliészterek: poli(hidroxi-alkanoát)-okEgyéb: lignin, sellak, ter-mészetes gumi0,0 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

Rela

tív sz

ilárd

ság

TPS térfogattört

Biológiai lebonthatóságCsomagolás

0

10

20

30

40

50M

enny

iség

(%)

Szál

Cső,

fitti

ng

Lem

ez

Csom

agol

ás

Tapé

ta,

padl

ó

Építé

s

Ház

tartá

s

Biológiai lebonthatóságJelentés

Ellentmondásos fogalom -sokféle megközelítésEllenőrzött lebomlás - kom-posztálásFeltételek:- fizikai lebomlás, széthullás- kémiai lebomlás- nincs toxicitás- a komposzt minőségeCél: teljes lebomlás- mineralizáció- H2O, CO2

Biológiai lebonthatóságKövetelmények

Ár - jelenleg magasFeldolgozás - meglevő gépekenTulajdonságok:- folyási jellemzők- mechanikai tulajdonságok- esztétika- egészségre ártalmatlan- megfeleljen az eddig használt

anyagoknakKörnyezeti hatás: teljes lebont-hatóság

Biológiai előállításBaktérium

O

CH2OH

OH

OH

OH

OH O C

H

CH3

CH2 C

O

n

poli(hidroxi-butirát)

Lebontható polimerekPoliészterek

Ecostar

Polikaprolakton

Politejsav

O

O O

O

O

O

O

O

n m

O

O

O

O

O

O

O

OO

O

Lebontható polimerekPolitejsav villa

Biológiai lebomlás

0. nap 12. nap 33. nap 45. nap

Lebontható polimerekDaicel

PCL/cellulóz származék

Biológiailag lebontható polimerekGyártók, termékek

Anyag Típus Gyártó Ár Felhasználás(ECU/kg)

Keményítő Mater-Bi Novamont 3-5 csomagolásFlunteraP Biotech 0.5-1 csomagolásNovon Novon 3-7 higiéniaBiopack Biopack 7.5 élelmiszer

Hab Sunstarke csomagoló habCellulóz c.acetát Eastman 5-10 csomagolásPoliészter PHBV Monsanto 15 műanyag

PLA/PLGA Boehringer >500 orvosi anyagPLA Cargil-Dow 1-10 műanyagPCL Union C. 6-7 csomagolás

JogszabályokKörnyezetvédelmi törvények

Háztartási hulladék kezelése - miniszteri rendelet - 1986Veszélyes hulladék importja - kormányrendelet - 1987Hulladékkezelés - kormányrendelet - 1988Égetőművek kibocsátása - miniszteri rendelet - 1991Környezetvédelem - törvény - 1995Termékdíj (csomagolás) - törvény - 1995A környezeti hatások megállapítása, engedélyezés, eljárások - kormányrendelet - 1995Veszélyes hulladék - kormányrendelet - 1996Hulladékkezelés - törvény - 1999

JogszabályokTermékdíj és újrafeldolgozás

Anyag 1996-97 1998 1999 2000-01Ft/kg % Ft/kg % Ft/kg % Ft/kg %

Műanyag 10,0 12,5 11,0 25,0 11,5 27,0 12,7 55,0Kombinált 8,0 12,5 9,0 25,0 11,7 27,0 15,2 60,0Textil 27,0Alumínium 5,0 12,5 5,4 25,0 5,5 27,0 5,6 45,0Egyéb fém 4,0 12,5 4,3 25,0 4,3 30,0 4,3 50,0Papír 3,0 30,0 3,3 45,0 4,3 48,0 5,6 55,0Fa 4,3 40,0 5,6 50,0Textil 4,3 40,0 5,6 50,0Üveg 2,0 20,0 2,2 35,0 2,1 35,0 2,1 45,0Egyéb 5,0 12,5 5,4 25,0 5,5 5,6

JogszabályokTermékdíj Németországban

Csomagolóanyag Díj(DM/kg)

Papír, hullámlemez 0,40Lebontható polimer (keményítő/műanyag) 0,65-0,90Papír (folyadék, paszták) 1,69Egyéb anyagok 2,10Műanyagok 2,67-2,95Lebontható természetes polimer 0

JövőképSzervezett gyűjtés - zöld pont

ÖSSZEFOGLALÁS

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 - nemA hulladékkezelés csak szervezetten oldható meg.

A környezet védelme mindannyiunk feladata.