В борьбе по устранению отходов пластиковой упаковки применяются такие технологические методы, как утилизация и уничтожение. Первый иначе называют «употребление с пользой». Однако все более возрастающие требования экологической безопасности способствовали появлению нового способа уничтожения полимерных отходов путем их компостирования. Данный метод представляет собой контролируемое саморазложение под действием таких факторов окружающей среды, как микроорганизмы, вода и др. Работы по созданию экофильных материалов ведутся с начала 70-х годов. Специалисты из Америки и Японии считают, что технология и производства саморазлагающихся полимерных упаковочных материалов (далее - СПУМ) готова занять место одной из приоритетных технологий 21 века. Примерно 10% объема производимых пластмасс ждет замещение биодеградируемыми аналогами. Наибольшие перспективы в этой области имеют тароупаковочные материалы, основой которым служит природное легковоспроизводимое сырье, например, целлюлоза или крахмал, в сочетании с синтетическими полимерами. Находятся в разработке и СПУМ, пригодные для вторичной переработки. Но и это еще не все. Будущее видится и у материалов, деструктурирующих с образованием компонентов, которые оказывают благоприятное корректирующее действие на состав почвы. Однако существуют и определенные «но». Так, в частности, целесообразность развития упаковочной индустрии в направлении использования СПУМ неоднократно в течение десяти лет служила предметом споров. Изготовление биодеградируемых изделий, материалом для которых являются полимеры, по сравнению с повторно используемыми упаковками можно отнести к более материально- и энергоемкому производству. Вызвано это тем, что в большинстве случаев рассматриваемые материалы характеризуются лишь одноразовым использованием, кроме того, они не возвращают при утилизации полезной энергии, которая была в свое время затрачена на их изготовление. В большинстве случаев нет полных доказательств того, что полимерные материалы полностью деструктурируют на СО2, Н2О и другие низкомолекулярные продукты, не имеющие вреда. Существует опасность оказания вреда окружающей среде мелкими кусочками оставшегося полимера или же образовавшимися при деструкции соединениями. Можно выдвинуть следующее предположение – последствия от использования саморазлагающихся материалов может проявиться спустя не один десяток лет. Есть и еще один риск, о котором мы скажем непосредственно в начале следующей части статьи. Итак, как было отмечено в первой части стать, при использовании саморазлагающихся материалов возможно нанесение вреда окружающей среде. Но есть и еще один риск – не начнется ли деструкция упаковки еще до использования ее содержимого? Кроме того, скорость разложения пленок находится в прямой зависимости от количества микроорганизмов в почве и интенсивности солнечного облучения. Нужно ли говорить, что эти показатели различны для разных районов? В связи со всем этим, в развитых странах все больше и больше ужесточаются требования к биоразлагаемым полимерным материалам, нормы и порядок их испытаний поддаются строгому регламентированию. Новейшие исследования по созданию биоразлагаемых пластмасс ставят своей целью обеспечение возможности регулирования процессов деструкции, чтобы деградация упаковки по окончании срока ее службы была быстрой и эффективной. Говоря о способах утилизации пластмасс, отметим, что наиболее распространенным на сегодняшний день по-прежнему является способ сжигания материала, сочетающийся с полезным использованием генерируемого при этом топлива. Но все же этот вариант устранения ТБО, как и захоронение, не сочетается с мировыми тенденциями, главной линией которых является ресурсо- и энергосбережение. Стоимость сжигания тонны мусора как минимум вдвое дороже его захоронения. Поэтому можно сказать, что метод полного сжигания отходов чрезвычайно дорог и неэкономичен. Внушительных затрат требует строительство мусоросжигательных заводов, а также их эксплуатация с учетом всех необходимых санитарных норм. Однако минусом этого способа является не только его неэкономичность. Он, помимо всего прочего, еще и весьма опасен с экологической точки зрения. Сгорание отходов полимеров обеспечивает выброс в атмосферу вредных газообразных продуктов. Кроме того, следует учитывать и тот факт, что токсичные свойства продуктов сгорания полимеров значительно возрастают при их взаимодействии. Так некоторые из них вызывают раздражение глаз и слизистых у человека и животных, гибель растений, а также провоцируют быстрое разрушение строений. К таким элементам можно отнести оксид углерода, диоксид азота, углеводороды, алкены, альдегиды и ароматические соединения, которые, кстати сказать, входят в состав фотохимического смога, который и оказывает столько неблагоприятное воздействие на все, до чего он доходит. Еще в начале 90-х годов прошлого века рядом стран были введены повышенные более серьезные требования к выбросам мусоросжигательных заводов. Вследствие этого сотни таких предприятий в Европе были закрыты. К концу 90-х годов в Великобритании закрылись почти все МСЗ, а ведь когда-то эта страна считалась пионером мусоросжигания. Кроме того, за последние 10 лет в Европе не был возведен ни один мусоросжигательный завод, а в Америке, например, их строительство и вообще под запретом. Важным замечанием будет то, что развитые страны сжигают лишь ту часть ТБО, которая непригодна для вторичной переработки. К сожалению, это явление в последнее время наметило тенденцию к снижению и при том значительному. Получается, что ни захоронение, ни сжигание не могут решить проблемы полимерных отходов. Они только переводят ее в новое, опасное и труднопредсказуемое русло. Поэтому и получила законодательное закрепление необходимость перехода от простого уничтожения отходов к их вторичной переработке. В связи с этим в ряде государств, таких как США, Япония и страны ЕЭС, были разработаны национальные государственные программы и организованы специальные службы для налаживания систем сбора, транспортировки и переработки полимерной упаковки. Приоритет рециклинга перед другими методами переработки в таких странах закреплен законодательными актами. Переработанные отходы полимеров на практике получили широкое использование в различных областях хозяйствования. В сельском хозяйстве, дорожном строительстве, ирригационных работах они применяются в качестве структурирующих или наполненных материалов. Применяются переработанные отходы и в производстве строительных материалов. Нашли свое место они и в изготовлении изделий санитарно- технического назначения, потребительских товаров (например, одежды, обуви, мебели, тканевых покрытий и др). Кроме того, «переработки» используют в качестве добавок в полимерные композиции, их которых изготавливаются новые изделия. Интересно, что при этом вторичные пластмассы не только перерабатываются вместе со свежим сырьем, но и получают возможность рассмотрения в качестве реакционноспособных молекулярных соединений. Их последних в свою очередь путем модификации можно получить полимерные композиционные материалы, обладающие уже новыми уникальными свойствами. Обладает перспективами и изготовление сэндвич-материалов из некоторых «вторичных» полимеров методом соэкструзии. Более простым языком это можно описать так – слой переработанного материала находится между двумя слоями нового. Это универсальный способ использования отходов. Однако у рециклинга существуют свои экономические и технические границы. Это, в частности, так называемый порог полезности. Охарактеризовать его можно следующим образом – это точка, в которой прибыль от вторсырья равна разнице затрат на рециклинг и уничтожение отходов. Соответственно, если этот уровень превышается, то можно говорить о нецелесообразности рециклинга. Технические границы последнего обуславливают различные причины. В качестве одной из проблем выделим снижение молекулярной массы полимеров, что вызывает ухудшение их эксплуатационных свойств. Для резкого снижения первоначальных показателей достаточно проведения 3-5 циклов переработки. Есть и другая проблема, связанная с большим количеством окрашенного вторичного полимерного сырья, невозможностью его переработки или применения из-за загрязненности или смесевой природы ТБО. Безопасность упаковок, изготовленных из вторичного сырья, является, пожалуй, ключевым вопросом. Особенную важность эта проблема имеет в сфере упаковывания пищевых продуктов. Поэтому вторичные полимеры рекомендуются к применению лишь в тех случаях, когда удастся избежать их непосредственного контакта с продуктами питания. Крайне большими затруднениями сопровождается вторичная переработка многослойных упаковочных материалов. Полимеры, применяемые в таких случаях, имеют сильные различия по своим структурам. По этой причины целесообразным становится применение легко разделяемых при вторичной переработке материалов. Это в том числе адгезивы. Не трудно догадаться, что на все это необходимы дополнительные затраты в технологии для вторичной переработки. Стоимость самих материалов по сравнению с однослойными при этом повышается. Подобные особенности приводят в настоящее время в ряде стран к дополнительным исследованиям, которые ставят своей главной целью создание новых технологий переработки вторичного сырья с высоким содержанием различных по физическому и химическому происхождению полимеров. В число перспективных способов утилизации полимерных отходов входит их фракционирование пиролизом, крекингом или гидрокрекингом. Технология вышеназванного теоретически достаточно ясна: при необходимой температуре нагрева цепные молекулы полимера распадаются на отдельные звенья. Последние, после отчистки, можно вновь подвергнуть полимеризации или поликонденсации вследствие чего будут получены чистые полимерные материалы. Но это лишь теория. На практике дела, как правило, обстоят иначе. Например, пиролиз полимеров в большинстве случаев приводит к сложной смеси жидких и газообразных веществ, которая обычно используется в виде высококачественного топлива. Процессы пиролиза, близкие к описанной выше теории, в большинстве своем удаются только в случае получения стирола из отходов полистирола. Подобные процессы для других полимеров пока находятся в стадии исследования. Есть определенные успехи в области получения исходных продуктов в области поликонденсации для полиэтилентерефталата, но этот процесс не выгоден экономически. Это очень легко объяснимо – полиэтилентерефтал, который был получен из отходов в результате сложных преобразований, оказывается, по крайней мере, в два раза дороже, нежели материал, изготовленный из свежего сырья. В ряде стран, таких как Германия, Япония, Италия, нашли свое применение и эффективно функционируют установки деполимеризации и термодеструкции отходного пластикового сырья. Служат они получению мономеров, смазочных масел и других химических продуктов, обладающих определенной ценностью. Гидролизом и деполимеризацией с получением мономеров перерабатываются отходы упаковок из материалов типа полиамидов, полиэфиров, полиуретанов, полиметилметакрилатов и др. Проблема устранения полимерных бытовых отходов крайне актуальна во всем мире, исключением этому не становится и Россия, а также дружественные ей республики, например, Белоруссия. В этой республике экологическим и экономическим вопросам в области отходов полимеров требуется как можно более оперативное решение. Одним из эффективных способов решения проблем отходов здесь считают создание сортировочно-полигонных комплексов и строительство биомеханических заводов. Кроме того, в Белоруссии принят целый ряд способствующих решению заданных вопросов законодательных актов. www.promlitie.ru |
