Применение и утилизация полимерных упаковочных материалов и их экологические последствия

Размещено на http://allbest.ru

Брестский государственный университет имени А. С. Пушкина

(БрГУ имени А.С. Пушкина)¹

Республиканский научно-практический центр (РНПЦГ)²

УДК 678

Применение и утилизация полимерных упаковочных материалов и их экологические последствия

И.В. Зубец¹, Т.А. Филипович²

Брест, Минск

В соответствии с типовым учебным планом по специальности, разработанном на основе образовательного стандарта высшего образования, программа по органической химии включает ознакомление не только с основными классами органических веществ, но также с их применением, экологическими аспектами использования [1].

При изучении тем «Алкены», «Арены ряда бензола» нами была рассмотрена одна из важных областей применения алкенов и аренов - производство высокомолекулярных соединений (полимеров), в частности, для изготовления тары и упаковки.

Основными признаками, по которым классифицируют тару и упаковку, являются назначение, материал, состав, конструкция, технология изготовления. Современное производство не может обойтись без упаковочных материалов.

Часть продукции, в частности продукты питания, требует обязательной герметизации и защиты в случае перевозки. Пластиковая упаковка защищает продукты от внешних воздействий, поддерживает необходимый уровень влажности, сохраняя при этом все питательные вещества продукта и витамины, барьерные свойства пластика препятствуют внешнему воздействию ультрафиолетовых лучей, что значительно увеличивает сроки хранения продуктов [2].

Полимерную тару можно идентифицировать по названию полимера, из которого она изготовлена, например, полиэтиленовая, полипропиленовая, полистирольная и другие. Пластиковая упаковка завоевала популярность благодаря своей дешевизне, универсальности и удобству. Доказано и еще одно не менее значимое преимущество полимерной упаковки - ее экологичность. Был проанализирован весь процесс, начиная от выпуска упаковки и заканчивая ее утилизацией.

В качестве объекта для сравнения выбрали бумажный упаковочный пакет. Показано, что при производстве полиэтиленовых пакетов затрачивается всего 18% от количества энергии, необходимой при выпуске бумажных аналогов, и всего 3% от объема пресной воды. Для перевозки 1 тысячи полиэтиленовых пакетов необходимо в 8,7 раз меньше энергии, чем для транспортировки такого же количества бумажных пакетов.

Выброшенный полиэтиленовый пакет создает в 5 раз меньше мусора, чем его аналог из бумаги. Переработка полиэтиленовых пакетов на 90% экономичнее, чем утилизация бумажных [3]. Полученные результаты подтвердили: полимерная упаковка - это низкие затраты энергии, сырья и, как следствие, меньше вреда для окружающей среды.

Проблема использованной пластиковой упаковки, из которой образуются горы мусора, в настоящее время решается с помощью захоронения, утилизации, применения биоразлагаемых полимеров. Только около 12% бытового пластикового мусора перерабатывается с использованием современных технологий, тогда как остальная его часть сжигается в качестве топлива или просто вывозится на свалки. Сложность утилизации пластикового мусора заключается в необходимости его очистки и сортировки, так как различные типы пластика, используемые для производства одного изделия, требуют разных режимов переработки. В настоящее время предложен метод переработки пластиковых отходов, который позволит повторно запускать в производство все типы пластмасс, использующихся в быту.

Данная разработка позволяет запустить обратный процесс разложения полимеров на исходные мономерные компоненты с помощью реактора для пиролитического разложения полимеров на мономерные звенья при высокой температуре без доступа кислорода. Среди продуктов переработки выделены воски, которые могут быть в дальнейшем использованы в качестве смазочного материала, мономеры (например, стирол), углеродная сажа и даже уголь. Все эти материалы могут найти повторное применение в качестве сырья.

В Беларуси проводят аналогичные исследования по преобразованию органических отходов, в том числе пластмасс, в тепловую энергию и синтез-газ с помощью лазерной установки [3].

Найден и простой, экономичный способ утилизации, не требующий особых усилий ни от потребителей, использующих полимерную упаковку, ни от переработчиков мусора. Это специальная добавка-катализатор, благодаря которой упаковка начинает разрушаться через заданное время. Биоразлагающая добавка включается в материал в количестве всего 1%. Она вызывает реакцию разрушения углеродных связей в молекулах полимера. Время, через которое должна запускаться реакция распада, определяет производитель упаковки - это может быть период от полугода до 5 лет. Применение добавки не влияет на технологический процесс, остаются неизменными и потребительские свойства конечного изделия. Данная технология позволяет свести к минимуму пластиковый мусор даже в тех государствах, где использование полимеров достигло невиданных масштабов.

Например, в Германии объем потребления пластиковой упаковки на душу населения в 5-6 раз выше, чем в России. Однако это не мешает Германии быть одной из самых опрятных стран мира. А все благодаря тому, что проблема отходов пластиковой упаковки успешно решается не только за счет раздельного сбора мусора, вторичной переработки и утилизации, но и повсеместного применения биоразлагаемой упаковки [4].

В Беларуси ежегодно образуется около 128 миллионов тонн твердых бытовых отходов. Из них более двух миллионов тонн отходы потребления, половину которых составляют использованные упаковки. Это, как правило, изделия из древесины, картона и бумаги, стекла и пластмассы. И если утилизация либо переработка материалов природного происхождения не представляет сложности, то с пластмассой возникают проблемы, поскольку для ее переработки требуются особые технологии и дополнительные капиталовложения.

Острота ситуации обусловлена и тем, что применение пластмассы в качестве упаковки стремительно увеличивается [5]. Нефтехимические предприятия закупают полимерные отходы и переработанное из них сырье. Но существуют виды пластмасс, которые в нашей стране не перерабатываются. В европейских странах часть отходов, не подлежащих переработке, используют в качестве альтернативного топлива на цементных заводах и ТЭЦ, работающих с применением высокотехнологичных систем очистки дыма. мусороперерабатывающий полиэтиленовый пакет

В Беларуси подобную технологию планируют внедрить на Брестском мусороперерабатывающем заводе. В случае получения положительных результатов альтернативное топливо будут использовать и на цементных заводах, что позволит сократить расходы на производство [6].

В нашей стране в 2009 году принята государственная программа по сбору и переработке вторичного сырья. Строятся мусороперерабатывающие заводы, развивается раздельный сбор. За счет всех этих компонентов удалось немного увеличить объем извлечения вторичных ресурсов из состава коммунальных отходов. На мусоре можно зарабатывать, но это один из сложнейших производственных процессов. Исходя из этого, в Беларуси создается механизм, который позволит эффективно управлять бытовыми отходами.

Производитель должен отвечать не только за товар, но и за использованные упаковки. Ответственность может быть в виде финансовых отчисленный в фонд, который займется утилизацией и переработкой отходов [5]. Производители должны быть заинтересованы в том, чтобы их продукция выпускалась в таре, которая перерабатывается.

Указ Президента Республики Беларусь № 313 «О некоторых вопросах обращения с отходами потребления» отменил экологический налог и ввел принцип расширенной ответственности производителя. Организации, производящие или импортирующие пластиковую, стеклянную и бумажную тару, а также товары в этой таре, теперь сами отвечают за переработку части своей продукции или упаковки для нее. Образовано государственное учреждение «Оператор вторичных материальных ресурсов», которому предприятия будут платить за сбор и переработку отходов, если они не смогут этот процесс организовать самостоятельно.

Принятие этого указа позволит развивать систему сбора вторичных материальных ресурсов, используя как экологические, так и экономические аспекты [7]. Однако, переработка пластика затрагивает интересы не одного нашего государства.

Таким образом, захоронение, утилизация, разработка и использование упаковочных биоразлагаемых полимеров, а также добавки для их самопроизвольного разрушения являются способами снижения количества полимерных отходов и улучшения экологической ситуации. Однако они не могут окончательно решить проблему охраны окружающей среды от использованной полимерной упаковки и других вышедших из употребления изделий из полимеров.

Список литературы

1. Голуб, Н.М., Органическая химия: учеб.-метод. комплекс : в 2 ч. / Н.М. Голуб, А.И. Боричевский. - Брест : БрГУ имени А.С.Пушкина, 2009. - Ч. 1. - 277 с.

2. Пластиковая тара и упаковка [Электронный ресурс]. - Режим доступа : http://www.korrex.ru. - Дата доступа : 31.01.2013.

3. Ученые разработали новый метод переработки пластиковых отходов [Электронный ресурс]. - Режим доступа : http://www.wildlife.by/node/5719. - Дата доступа : 01.02.2013.

4. Экологические преимущества пластиковой упаковки подтвердили американские исследователи [Электронный ресурс]. - Режим доступа : http://www.myuniversal.ru/news/2009-08-04-867. - Дата доступа : 31.01.2013.

5. В Беларуси озаботились проблемой переработки пластиковых отходов [Электронный ресурс]. - Режим доступа : http://news.unipack.ru/9260. - Дата доступа : 01.02.2013.

6. В Беларуси перерабатывают только 12% отходов [Электронный ресурс]. - Режим доступа : http://www.interfax.by/article/81481. - Дата доступа : 01.02.2013.

7. Указ Президента Республики Беларусь «О некоторых вопросах обращения с отходами потребления» от 11 июля 2012г. № 313.

Размещено на Allbest.ru