На звороті упаковки

Переважна частина міського сміття складається з полімерної тари та упаковки. Вогненебезпечно!

Така картина в московських дворах не рідкість. За день набирається сміття набагато більше, ніж поміщається в контейнері. Фото з натури. 2007 рік.

Алюмінієві банки - цінний матеріал для переробки.

Порожні пластикові пляшки - бич будь-якого великого міста.

<

>

Утилізація відходів є перетворення марного в цінні за властивостями товари, і це становить одне з важливих завоювань сучасної техніки.
Д. Менделєєв

Відходи людської діяльності поділяються на промислові та побутові. За підрахунками фахівців, в Росії в середньому на душу населення щорічно припадає понад 300 кг твердих побутових відходів (ТПВ), а в розвинених країнах світу і найбільших мегаполісах ця цифра значно вища. Існує правило, згідно з яким кількість виробленого країною сміття пропорційно її валового внутрішнього продукту: чим вищий добробут людей, тим більше сміття.

Сьогодні тверді побутові відходи на 50% складаються з використаної упаковки (головним чином полімерної та комбінованої, більшість видів якої не піддається процесам біологічного руйнування і гниття і може багато десятків років перебувати в грунті). В основному їх ховають в землі або спалюють. Іноді закладають в металеві контейнери і викидають в моря і океани, а часом навіть в річки і озера, які є джерелами питної води (що абсолютно неприпустимо).

Очищені від великогабаритних предметів, металів, скла, кераміки, пластмаси, гуми ТПВ намагалися переробляти на компост. Однак біотермічне компостування - дорогий спосіб позбавлення від сміття і не завжди ефективний.

Забруднення планети всякого роду відходами поряд з інтенсивним споживанням природних ресурсів веде до руйнування механізму саморегулювання біосфери з непередбачуваними наслідками. Академік М. М. Моісеєв ще в кінці 70-х років минулого століття писав: "Головною проблемою глобальної екології є стійкість біосфери, порушення її стійкості практично означає ліквідацію людства на планеті Земля".

Вчені, що проводили в той час наукові рейси з вивчення забрудненості басейну Середземного моря і Північної Атлантики, спостерігали значні скупчення на поверхні акваторії поліетиленових пакетів, всіляких пластикових виробів, а також шматків пінопластів. У 1980-х роках відзначався масовий викид китів на узбережжі Тихого океану в районі Далекого Сходу. Дослідження показали, що кити разом з водою поглинали шматки плівки, яка забивала їх дихальні органи і стала однією з ймовірних причин масової загибелі тварин.

Через нашу безпечності та неакуратність на Землі скоро важко буде відшукати куточок, де б не валялися викинуті за непотрібністю пластикові пляшки, коробки, стаканчики, каністри. Втративши споживчі властивості, упаковка повертається до нас інший, страшною стороною.

Поховання і спалювання - не найкращі способи боротьби зі сміттям

У Російській Федерації 90% ТПВ ховають в землі, а решта 10% спалюють. Звалища промислових і побутових відходів в нашій країні, санкціоновані і особливо несанкціоновані, кількість яких в останні роки невпинно зростає, практично не контролюються муніципальною владою, там панує повна анархія.

В результаті розкладання сміття при тривалому його зберіганні на землі повітря забруднюється сірчистим ангідридом, різними шкідливими органічними сполуками. Токсичні алифатические, ароматичні і хлорорганічні речовини, сполуки ртуті, миш'яку, кадмію, свинцю отруюють ґрунт і ґрунтові води в радіусі півтора кілометра від звалищ.

ГТВ, наприклад старі автомобільні покришки, поряд з іншими полімерними відходами в присутності метану, що утворюється при розкладанні сміття, стають джерелом пожеж. При горінні такого сміття в повітря потрапляє величезна кількість отруйних і канцерогенних речовин, що провокують виникнення онкологічних захворювань у людей і тварин.

Не меншу загрозу становлять медичні відходи. Вони можуть стати джерелом різноманітних інфекцій. У світі вже зареєстровані випадки зараження дітей СНІДом в результаті ігор зі шприцами, що потрапляють в побутові контейнери і на звалища.

Крім того, території смітників є місцем проживання мишей, щурів, комах, що становить серйозну епідеміологічну загрозу для населення.

Спалювання - поширений у світовій практиці метод знищення побутового сміття, застосовуваний з кінця XIX століття. Його основна перевага, порівняно з похованням, - скорочення обсягів відходів більш ніж в 10 разів, а маси - в 3 рази. Звичайно, це дуже зручно. Кілька десятиліть тому, коли відходів було не так багато, а пластикова упаковка і вироби з полімерних матеріалів не складали переважну частину ТПВ, спалювання сміття не представляло такої загрози навколишньому середовищу і здоров'ю людини, як в даний час. У 80-ті роки минулого століття було встановлено, що в процесі спалювання твердих горючих матеріалів утворюються різноманітні отруйні продукти, які потрапляють в атмосферу.

Крім вищеназваних спалювання та захоронення твердих побутових відходів мають і інші недоліки. По-перше, знищується найцінніша полімерну сировину, найчастіше мало зношене, яке при грамотному підході може принести користь народному господарству. По-друге, величезні території, що відводяться під сміттєзвалища, відторгаються від корисного використання.

Звідки вся ця погань?

Зміст кадмію, свинцю, цинку та олова в димових газах змінюється пропорційно вмісту в смітті пластмасових відходів. Присутність ртуті обумовлено наявністю у відходах термометрів, сухих гальванічних елементів та люмінесцентних ламп. Найбільша кількість кадмію міститься в синтетичних матеріалах, а також в склі і шкірі. Звідси висновок: скоротити викид шкідливих речовин в навколишнє середовище допомагає сортування або роздільний збір побутових відходів. Але у нас в країні поки що тільки починають над цим думати.

На сміттєспалювальних заводах (МСЗ) використовують установки у вигляді ґратчастих обертових барабанних печей і печей киплячого шару, забезпечених надійними системами фільтрів і газоуловітелямі. Вони дуже дорогі і громіздкі. Але навіть при високоефективної очистки із застосуванням сучасного обладнання МСЗ виділяють в навколишнє середовище високотоксичні фурани і діоксини - хімічні сполуки, що включають поліхлоровані дибензо-n-діоксини (ПХДД) і дібензофурани (ПХДФ), які зберігаються в навколишньому середовищі протягом десятків років і безперешкодно переносяться по харчових ланцюгах (водорості, планктон - риба - людина; грунт - рослини - травоїдні тварини - людина). Ці сполуки утворюються при спалюванні матеріалів на основі полівінілхлориду (пластикових пляшок, ляльок на кшталт Барбі, лінолеуму та ін.) Та інших хлорвмісних полімерів. Діоксини на сьогоднішній день - один з найстрашніших отрут з точки зору впливу на організм людини і його імунну систему. Вони цілком справедливо отримали назву "хімічний СНІД". Крім того, димові гази МСЗ містять широкий спектр інших шкідливих сполук, концентрація і токсичність яких в десятки разів вище, ніж в газах від спалювання кам'яного вугілля.

У зарубіжних країнах на МСЗ діють обов'язкові норми, що регламентують вміст важких металів, дибензофуранов, хлористого і фтористого водню, діоксину і деяких інших отруйних речовин в складі відхідних газів, що утворюються при спалюванні сміття.

У нашій країні нормується вміст тільки декількох компонентів: зважені речовини, оксиди азоту, сірки і вуглецю, а всі інші отруйні продукти згорання можуть викидатися в навколишнє середовище в будь-яких кількостях. Така "турбота" нашої держави про населення. В одній з московських газет недавно була опублікована стаття, в якій стверджувалося, що "дим з труби сміттєспалювального заводу чистіше московського повітря". Які нормативи - такі і висновки.

Та ми й самі на дачній ділянці або поряд з ним влаштовуємо багаття, щоб спалити всякий непотріб (старі автомобільні покришки, пластикові пляшки, поліетиленові пакети), не замислюючись про те, який отруйний дим поширюється по окрузі. А іноді в місті хтось підпалює контейнери зі сміттям, які стоять у дворах, прямо під вікнами будинків.

Плюси саморазлагающіхся упаковок

Сьогодні зі спеціальних полімерних матеріалів виготовляють фото-, біо- і водоразлагаемие упаковки. Їх загальна назва - саморазлагающіеся. На звалищах такі упаковки під впливом факторів навколишнього середовища: сонячного світла, вологи, температури, мікроорганізмів грунту - протягом декількох тижнів або місяців деструктуючих до низькомолекулярних сполук, що не завдають шкоди ні природі, ні здоров'ю людини. У вигляді дрібних фрагментів вони можуть бути перероблені бактеріями.

Для читачів - неспеціалістів в області високомолекулярних матеріалів поясню, що полімери, з яких виробляють пластикові упаковки, отримують в результаті синтезу низькомолекулярних сполук (мономерів).

Серед таропакувальних полімерних матеріалів найбільш поширені полиолефини (ПО), до яких відносяться поліетилен високого тиску або низької щільності (ПЕВТ або ПЕНП), поліетилен низького тиску або високої щільності (ПЕНД або ПЕВП), лінійний поліетилен низької щільності (ЛПЕНЩ), поліпропілен (ПП) і його різні модифікації (біаксіально-орієнтована плівка БОПП та ін.). Поряд з поліолефінів дуже часто застосовуються полістирольні (ПС) і ПВХ (ПВХ) пластики. В останні десятиліття до цих традиційних полімерним пакувальних матеріалів додалися інші, які мають більш високими фізико-механічними, міцності, бар'єрними властивостями, а також стійкістю до агресивних середовищ і підвищеної жиростійкості що дуже важливо при упаковці м'ясних і молочних продуктів. До таких матеріалів можна віднести, перш за все, поліаміди алифатической і ароматичної структури (ПА), полікарбонат (ПК), поліетилентерефталат (ПЕТФ або ПЕТ).

Чудові властивості високомолекулярних сполук пояснюються тим, що молекула полімеру складається з низькомолекулярних фрагментів-мономерів, з'єднаних хімічними зв'язками. Число мономерних ланок у полімері, зване ступенем полімеризації, може приймати дуже великі значення - десятки і сотні тисяч, навіть до мільйона. Така молекула полімеру, звана макромолекулою, характеризується ланцюговою будівлею, високою молекулярною масою і гнучкістю макромолекулярной ланцюга. Це і визначає унікальність властивостей полімерних пакувальних матеріалів. Однак з часом в полімерній тарі та упаковці при експлуатації і зберіганні під впливом тепла, сонячного світла, різних випромінювань, кисню, озону, механічних впливів може відбуватися руйнування макромолекул з розривом молекулярних ланцюгів. Такий процес, званий деструкцією (розпадом) полімеру, призводить до утворення продуктів зі значно зниженою молекулярною масою або до утворення низькомолекулярних речовин. В результаті полімер старіє, змінюються його структура та властивості, що виражається в скороченні терміну служби виробів. З таким явищем борються, додаючи інгібітори старіння в процесах синтезу і переробки полімерів.

З іншого боку, саме здатність макромолекул піддаватися деструкції під впливом різних факторів і послужила науковою основою для створення саморазлагающіхся упаковок. (Про винахід пластиків, здатних розчинятися у воді або розпадатися під дією сонячної радіації, журнал "Наука і життя" повідомляв у короткій замітці "Як позбутися від пластмас" - див. № 5, 1971, сс. 74. - Прим. Ред .)

Виявилося, що міцні ковалентні зв'язки полімерної макромолекули можна зруйнувати впливом енергії, що перевищує величину енергії цих зв'язків. Наприклад, за допомогою сонячного світла. Молекула, що поглинула квант світла, стає енергетично "збудженої". Якщо енергія збудження перевищує величину енергії, необхідної для розриву ковалентного зв'язку, молекула розпадається. В результаті безлічі таких "енергетичних атак" утворюються низькомолекулярні фрагменти, які врешті-решт перетворюються в речовини, легко "поїдається" мікроорганізмами грунту.

Однак слід зазначити, що при уявній простоті цей спосіб знищення використаний ної упаковки є дорогим і трудомістким. Справа в тому, що більшість полімерів містять у своїй структурі міцні ковалентні зв'язки С-С, С-Н, С-О, С-N, С-Сl, що не поглинають світла з довжиною хвилі більше 190 нм. А ультрафіолетові промені, що досягають поверхні Землі, мають довжину хвилі від 280 до 400 нм. Здатність промислових полімерних матеріалів поглинати світлові хвилі з довжиною хвилі більше 290 нм пояснюється наявністю в них домішок або спеціально вводяться хромофорних груп, наприклад карбонільних.

У фоторазлагаемих полімерних пакувальних матеріалах макромолекулярні ланцюги розпадаються на більш короткі ланки і сегменти під впливом сонячних променів; в біоразлагающейся - за участю ферментів, що містяться в грибах і бактеріях грунту; в водоразлагаемих - завдяки волозі.

Як правило, добавки для отримання фоторазлагаемих полімерних матеріалів синтезувати дуже складно, дорого, і процес цей досить трудомісткий для промислового виробництва. Ось чому роботи, що проводяться в цьому напрямку в усьому світі ще з 70-х років минулого століття, отримали своє промислове завершення порівняно недавно. В даний час ряд зарубіжних фірм (американських, японських і європейських) випускають такі упаковки в промисловому масштабі.

Одним з перших природних полімерів, на основі і за участю якого стали виробляти біорозкладні пакувальні матеріали, був крохмаль. Завдяки своїй полисахаридной природі він легко піддається биоразложению, до того ж недорогий.

Перші пластики з використанням крохмалю (в межах 10-40%), а також речовин, що підвищують адгезію між полімером і крохмалем, отримані в Англії ще в 1970-ті роки. Продукція, що випускається з біодеструктіруемого ПЕВТ плівка під назвою Bioplastic широко використовувалася у виробництві пакетів для упаковки бакалейно-гастрономічною продукції. Така плівка, на відміну від звичайного ПЕВТ, менш прозора через наповнення крохмалем. Матеріал зберігає свої властивості під впливом прямих сонячних променів, води, але досить швидко руйнується під впливом грунтових бактерій. Швидкість руйнування залежить від кількості і типу крохмалю, його попередньої обробки, наявності інших добавок. Використання крохмалю знижує вартість упаковки і відповідає вимогам екології: якість грунту після розкладання такої плівки тільки поліпшується.

У 1990-х роках біорозкладні пластики, що складаються вже на 40-70% з крохмалю, стали випускати в усьому світі (більше 20 000 т в рік в США, 5000 т в рік в Японії), в тому числі і у вигляді спінених матеріалів. Найбільш відомі пакувальні полімерні матеріали на основі ПЕВТ і різних крохмалів - полімерні плівки під назвами Polyclean, Ecostar і Ampacet (виробництва США і Канади). У них крім крохмалю вводять антиоксиданти для гальмування процесу биоразложения при виготовленні упаковки і протягом часу її експлуатації.

У Росії на основі крохмалю в кінці минулого століття був створений полімерний пакувальний матеріал БІОДОМ. Він призначений для харчової продукції з невеликим терміном зберігання, а також для одноразового посуду. Переробляється традиційними для пластмас методами: литтям під тиском, екструзією, термоформуванням. За механічним характеристикам близький до ПЕВТ, а по хімічній стійкості навіть перевершує його. Вироби з цього матеріалу добре вбирають воду .. і за півроку розкладаються на 40%, а повне розкладання на вуглекислий газ і воду відбувається приблизно через 18 місяців.

Сьогодні крохмаль витісняють інші біорозкладні добавки. У США на основі полікапролактона з додаванням необхідного каталізатора біодеструкції випускають біодеструктіруемий полімерний пакувальний матеріал TONE. Він швидко розкладається на відкритому повітрі під дією біологічних факторів, добре поєднується з такими поширеними полімерами, як поліетилен різного тиску, ЛПЕНЩ, ПП, ПС, ПВХ, ПЕТ, ПК та ін. Плівка TONE, вироблена з суміші ЛПЕНЩ і полікапролактона, використовується у виробництві мішків для збору міського сміття. Такі мішки руйнуються відразу ж після викидання їх на смітник завдяки швидкому впливу мікроорганізмів на молекули капролактона.

Останнє досягнення в області біоразлагающейся полімерів - термопласт Biopol на основі сополимера полігідро-ксібутірата (ПГБ) і полігідроксівалерата (ПГВ), одержуваного шляхом ферментації сахарози. Він добре переробляється екструзією з роздуванням в плівку і темно-зелену тару. Саморазлагается досить швидко (від 6 до 36 тижнів) як в аеробних, так і в анаеробних умовах.

Полімерні матеріали з природної сировини можна повторно переробляти в інші вироби побутового та промислового призначення, а також спалювати з отриманням тепла і електроенергії.

Водоразлагаемие упаковки роблять з водорозчинних полімерів на основі полівінілового спирту (ПВС), а також сополімерів на основі ПВС та вінілацетату (Vinex). Великою популярністю в Європі користуються полімери під назвою Бланозе. В їх основі високоочищена натрієва карбоксиметилцелюлоза (КМЦ). Плівки Бланозе застосовують в косметичній промисловості, для упаковки ліків, хлібобулочних виробів, напоїв, соусів, заморожених молочних продуктів та інших.

На основі поліамідних сполук випускають матеріали Novon. З Novon 2020 отримують спінений амортизуючий матеріал у вигляді частинок розміром 3-10 мм для тендітних виробів. Після розтину таку упаковку можна викинути в воду або каналізацію, де вона швидко розчиниться і зникне. Цей матеріал можна також використовувати для виготовлення одноразового посуду, коробок для яєць, обгорткових плівок для одягу і текстильних виробів, дитячих підгузників, гігієнічних тампонів і косметичних приладдя.

Хоча кількість і асортимент саморазлагающіхся упаковок рік від року збільшуються, проте їх відсоток в пакувальних матеріалах, що надходять на російські звалища і сміттєпереробні заводи, поки не такий великий. А без збільшення випуску саме таких пакувальних матеріалів розраховувати на краще не доводиться.

Перетворення відходів на доходи

Найбільш ефективний спосіб позбавлення від використаних упаковок - вторинна переробка. Це вигідно і з економічної, і з екологічної точки зору.

У США, Японії, Канаді процес переробки вторинної сировини в першосортну продукцію почав реалізовуватися з середини 80-х років минулого століття. Там прийняті національні програми з відповідним державним фінансуванням, мета яких - припинити забруднення навколишнього середовища відходами упаковки.

У країнах ЄС, які взяли в 1994 році Декларацію про відходи упаковки, Європарламентом і Європейською Радою міністрів (Директива 94/62 ЄС) запроваджено єдиний закон про стратегію використання відходів упаковки, спрямований на попередження збільшення твердих побутових відходів, їх вторинну переробку і безпечне знищення залишків, що не підлягають переробці.

В результаті проблема утилізації (від латинського utilis - корисний) відходів упаковки шляхом вторинної переробки в цих країнах практично вирішена.

У нас же поки справи в цьому плані вельми плачевні. Вітчизняні вчені розробили унікальні технології переробки вторинної полімерної сировини і сировини з змішаних відходів, які, на превеликий жаль, ніким не затребувані, але ж саме вони могли б запобігти екологічній катастрофі, яка загрожує Росії. Розпад СРСР відкинув вирішення питань утилізації відходів на кілька десятиліть назад. В даний час ці питання якщо і вирішуються, то вельми некомпетентними людьми.

Сьогодні для впровадження утилізації, або рециклінгу (як її ще називають), необхідно прийняти федеральну програму поводження з твердими побутовими відходами, яка фінансується хоча б частково урядом РФ. Потрібно провести наукові та економічні дослідження якості вторинної сировини і визначити напрямки його переробки у вироби; створити необхідну інфраструктуру і підготувати грамотних фахівців; організувати збір вторсировини і його підготовку до переробки; прийняти державні та муніципальні законодавчі акти, що визначають правові норми переробки; забезпечити фінансування робіт, що проводяться бюджетними, муніципальними та спонсорськими грошима.

До всього цього потрібна ще інформаційна робота з населенням, щоб залучити його в збір пакувальної тари. Необхідно приділяти увагу екологічному вихованню громадян. Дорослі повинні привчати своїх дітей з малих років дбайливо ставитися до природи і самі бути для них прикладом: не викидати з вікон автомобілів, електричок порожні пляшки, не смітити в лісі, парку, в громадських місцях.

Щоб зменшити обсяг виробленого сміття та підвищити його частку, що йде на вторинну переробку, потрібні скоординовані зусилля всього населення, ділових кіл і уряду.

Цифри і факти

Сьогодні екологічна обстановка в Росії - сама неблагополучна на земній кулі. Щонайменше 200 наших міст є небезпечними для здоров'я населення через забруднення повітря, грунту і води.

Зо два десятки років тому на підмосковні звалища щороку вивозили 6 мільйонів тонн промислових і побутових відходів (приблизно 70% всіх відходів). Сьогодні ця цифра зросла до 10 мільйонів тонн.

Одна звалище може займати площу від 3 до 10 гектарів. В цілому в Росії під сміттєзвалища відчужене 0,8 мільйона гектарів земель, серед яких не тільки пустирі, яри і кар'єри, але і родючі чорноземи.

За даними Комітету ООН з охорони природи, щорічно пластикові відходи стають причиною смерті 1 мільйона птахів, 100 тисяч морських ссавців і незліченної кількості риб.

Переробка 1 тонни пластика дозволяє заощадити 750 кг нафти.

Раціональна організація переробки твердих побутових відходів (ТПВ) дає можливість використовувати до 90% продуктів утилізації в будівельній індустрії, наприклад як заповнювач бетонних блоків.

Щорічно Москва вивозить на звалища від 700 до 900 тисяч алюмінієвих банок.

Переробивши 670 алюмінієвих банок, можна виготовити велосипед.

Переробка 1 кг алюмінію дозволяє заощадити 8 кг бокситів і 14 кВт · год електроенергії.

1 тонна макулатури замінює близько 4 м3 деревини.

При згорянні 5 тонн сміття виділяють стільки ж тепла, скільки 2 тонни вугілля або 1 тонна рідкого палива.

"Наука і життя" про переробку сміття:

Будинки з диму. - 1964, № 10.

Як позбутися від пластмас. - 1971, № 5.

Зиков Н. Чистота міста. - 1972, № 6.

Коган І. Сміття - проблема фізико-хімічна. - 1978, № 7.

Пінчук М. Потрібне з непотрібного. - 1986, № 7.

Сміття для тепла і енергії. - 1986, № 7.

Кеда Є. "Мотлох беремо!" - 1988, № 1.

Бар'єр зі сміття. - 1989, № 7.

Руденко Б. На узбіччі цивілізації. - 1990, № 11.

Пресований сміття. - 1991 року, № 7.

Плата за сміття. - 1991 року, № 10.

Сміттяр - автомат. - 1991 року, № 12.

Сміттєпровід з сортуванням. - 1995, № 3.

Шайкін В. Екологічний бумеранг. - 1996 року, № 5.

Будинки з автопокришок. - 1996 року, № 12.

Коли б ви знали, из какого сора. - 1998, № 2.

Тугов А., Ескін Н., Літун Д., Федоров О. Чи не перетворити планету в смітник. - 1998, № 5.

Сміттєвий контейнер виходить в ефір. - 1998, № 6.

Сугой О. економічна екологія . - 2004, № 5.

Руденко Б. Ціна цивілізації . - 2004, № 7.

Див. В номері на ту ж тему

Деякі знаки екологічного маркування.

Л. БЕЛЮСЕВА - Прийом вторсировини по-новому.