Recykling tworzyw sztucznych
Co roku na świecie obserwuje się wzrost produkcji odpadów tworzyw sztucznych pochodzących z różnych gałęzi przemysłu i gospodarki. Większość z nich tafia najczęściej na wysypiska śmieci, gdzie ich składowanie przez długi czas jest niekorzystne ze względu na ich długi okres degradacji. Dlatego też ogromną szansę dla poprawy obecnej sytuacji stwarza recykling odpadów sztucznych, który dodatkowo przynosi korzyści ekonomiczne i ekologiczne (Megiel, 2000).
Tworzywa sztuczne to polimery zbudowane z długich łańcuchów monomerów. Wykorzystywane są przeważnie do produkcji opakowań, materiałów budowlanych, części samochodowych, a także w sektorze energetycznym. Surowcem dla tworzyw sztucznych są najczęściej paliwa kopalne oraz zasoby odnawialne. Dzięki swoim właściwością mogą być dostosowywane do specyficznych wymagań określonych zastosowań (Kozłowski, 2006). Tylko ok. 25% tworzyw sztucznych jest całkowicie wykorzystana w ciągu jednego roku, a blisko 60% polimerów ma okres wykorzystania 8 lat. W minionym dziesięcioleciu produkcja tworzyw sztucznych wzrosła o 62%. Natomiast obecnie średnioroczna stopa wzrostu wynosi 9,9% (Fakty, 2011). Taki postępujący wzrost produkcji tworzyw sztucznych stwarza ogromny problem zagospodarowania tych odpadów, które są główna przyczyną pogorszenia jakości środowiska. Tworzywa sztuczne są trwałe, przez co nie biorą udziału w obiegu materii w przyrodzie, jednak przyczyniają się do wzrostu odpadów stałych w środowisku. Poza tym w dość krótkim czasie tracą swoje właściwości. Jednak proces biodegradacji w środowisku trwa u nich od kilkudziesięciu do kilkuset lat, co ma decydujący wpływ w wykorzystaniu ich w procesie recyklingu (Milczarska-Iwańczyk).
Wyróżnia się około 20 grup tworzyw sztucznych. Pięć z nich stanowią tworzywa wielko tonażowe, do których zaliczamy: polietylen, w tym polietylen nisko i wysokociśnieniowy (PE-HD i PE-LD), polipropylen (PP), polichlorek winylu (PVC), polistyren stały i spieniany (PS i EPS), politereftalan etylenu (PET). Około 50% używanych tworzyw sztucznych stanowią PE-LD, PE-LLD,
PE-HD oraz PP. Najbardziej rozwinięta jest gospodarka odpadów pochodzących z opakowań, do których produkcji stosowny jest PET. Posiada ona szereg zalet: jest lekki, nietłukący się, nietoksyczny a także plastyczny. Wykorzystywany jest również do produkcji włókien poliestrowych, taśm i płyt (Fakty 2010).
Dziedziną, która zajmuje się odzyskiem polimerów jest recykling. Według Dyrektywy Parlamentu Europejskiego i Rady 2008/98/WE z dnia 19 listopada 2008 r., w sprawie odpadów oraz uchylająca niektóre dyrektywy (Dz. U. L 312 z 22.11.2008, str. 3) recykling oznacza „…jakikolwiek proces odzysku, w ramach którego materiały odpadowe są ponownie przetwarzane w produkty, materiały lub substancje wykorzystywane w pierwotnym celu lub innych celach. Obejmuje to ponowne przetwarzanie materiału organicznego, ale nie obejmuje odzysku energii i ponownego przetwarzania na materiały, które mają być wykorzystane jako paliwa lub do celów wypełniania wyrobisk.” Metody recyklingu pozawalają na wytworzeniu polimerów nadających się do ponownego użycia. Uzyskany produkt nazywa się recyklatem, reglanulatem, regeneratem, przy czym reglanulat jest gorszej jakości niż tworzywo z jakiego został wytworzony oraz droższy od nowego surowca.
Istnieją trzy główne metody recyklingu:
recykling mechaniczny, polega na mechanicznym przetworzeniu odpadów z tworzyw sztucznych do nowych produktów;
recykling chemiczny (surowcowy), polega na odzysku podstawowych surowców chemicznych metodami chemicznymi, np. depolimeryzacja, gazyfikacja, piroliza;
odzysk energii to odzysk lub produkcja energii z odpadów tworzyw sztucznych z wykorzystaniem lub bez innych materiałów; jest to jedna z najczęstszych metod utylizacji tworzyw sztucznych.
Polimery z recyklingu mają zastosowanie tylko wtedy, gdy odpady są poddane wcześniejszemu rozdziałowi na poszczególne gatunki. Dla odpadów mieszanych czy tworzyw zanieczyszczonych optymalnym wyjściem jest recykling chemiczny oraz odzysk energii.
Istotne dla recyklingu są metody sortowania. Na dzień dzisiejsze istnieje ich wiele, m.in. sortowanie ręczne, wykorzystujące różnicę gęstości, metoda „pływa-tonie”, hydrocyklony, wirówki, wstrząsanie, sortowanie powietrzne, flotacja, sortowanie optyczne i inne.
Recykling odgrywa ważną rolę w przemyśle motoryzacyjnym. W każdym kraju wycofywane z użycia samochody dają duży procent odpadów tworzyw sztucznych, z których wykonywane są części samochodowe. Stosowany jest tu m.in. poliuretan w budowie siedzeń oraz polichlorek winylu w przewodach elektrycznych. Oprócz tego wykorzystuje się polipropylen, elastomery, kopolimer ABS i poliamidy. Zużyte opony pojazdów są przerabiane na wykładziny podłogowe, jednak bardziej opłacalną metodą jest spalanie ich w piecach cementowych i wykorzystanie jako paliwa zastępczego w cementowniach. Metody recyklingu pozawalają również pozyskać z nich siarkę. Oprócz opon wykorzystywane są również obudowy części samochodowych (Milczarska-Iwańczyk).
Recykling urządzeń elektrotechnicznych kładzie natomiast nacisk na odzysk części metalowych, a same tworzywa sztuczne są pozyskiwane tylko wtedy, gdy nie jest to zbyt skomplikowanym procesem lub gdy istnieje takowy obowiązek prawny.
W przemyśle budowlanym króluje zużycie PVC. Najczęściej używany jest w produkcji ram okiennych. Recykling polega na rozdrabnianiu odpadów prac remontowych oraz mielenia wiórek PVC. W dalszej produkcji wykorzystuję się je jako dodatek do surowca.
Dla materiałów takich jak szkło i metale recykling jest jedyną możliwością odzysku. Dla papieru i tworzyw sztucznych alternatywą jest spalanie. Problem stanowi jednak kosztowne składowanie odpadów.
Zainteresowanie wytwarzaniem i zagospodarowaniem odpadów z tworzyw sztucznych wzrosło dopiero w latach dziewięćdziesiątych. W Unii Europejskiej powstała europejski Dyrektywa dotycząca Opakowań i Odpadów Opakowaniowych. Komisja Europejska może proponować legislację z własnej woli oraz z inicjatywy Rady Europejskiej lub Parlamentu Europejskiego. Składa się one z Dyrektatoriów, które muszą wyrazić zgodę na dana propozycję.
Dnia 31 grudnia 1994r. Parlament Europejski przyjął Dyrektywę 94/62/EEC zgodnie, z którą gospodarka opakowaniami i odpadami opakowaniowymi powinna uwzględnić wymagania ekologiczne, a z drugiej strony nie może stwarzać przeszkód we wzajemnej wymianie handlowej między krajami UE (Margiel, 2000).
Ustawa z dnia 27 kwietnia 2001 roku wprowadza zasadę odpowiedzialności sprawcy, który powoduje zanieczyszczenie środowiska i ponosi on koszty skutków (tzw. zasada zanieczyszczający płaci). Określa też zasady postępowania z odpadami zapewniając ochronę życia i zdrowia raz środowiska, zgodnie z zapobieganiem powstawania odpadów i ich negatywnego działania na środowisko, a także ich odzysk i unieszkodliwianie.
Kolejna ważna ustawa pochodzi z dnia 11 maja 2001 roku, której określa wymagania, jakie muszą spełniać opakowania i wskazuje na sposób postępowania z odpadami opakowaniowymi, chroniąc przy tym zdrowie i życie ludzkie oraz środowisko. Nakłada na importerów i producentów obowiązki dotyczące składu i konstrukcji opakowań, obowiązek oznaczania opakowań; obowiązek prowadzenia odpowiedniej ewidencji wytworzonych, importowanych i eksportowanych opakowań. Ustawa wprowadza opłatę depozytową i produktową (Megiel, 2000).
Obecnie większość dyskusji politycznych odnośnie tworzyw sztucznych dotyczy oczekiwań i różnych metod ich odzysku. Dyrektywa Ramowa jest rewidowana z powodu niejasności, kiedy przetworzone odpady mogą być uważane, jako produkt. Dlatego istnieje wiele dyrektyw procesowych, które regulują zagospodarowanie odpadów, m.in. dotyczące opakowań i odpadów opakowaniowych, pojazdów wycofanych z eksploatacji, zużytego sprzętu elektronicznego i elektrycznego oraz zmierzająca do ograniczenia stosowania substancji niebezpiecznych. Oprócz tego istnieją dyrektywy dotyczące składowania odpadków i spalania odpadów oraz wytyczne ograniczające transport odpadów poza granice państwa w celu ich składowania (Megiel, 2000).
Dziś trudno byłoby wyobrazić sobie życie bez tworzyw sztucznych. Od opakowań po zastosowania elektroniczne, dzięki ich właściwością oraz niewielkim nakładom surowców, energii i finansów. W związku z tym obserwuje się szybki rozwój produkcji tworzyw sztucznych oraz technologii ich przetwarzania.
Z ekologicznego punktu widzenia, składowanie nieprzetworzonych odpadów jest najgorszą z możliwych opcji, ponieważ przyczynia się do powstawania metanu będącego gazem cieplarnianym. Składowania tworzyw sztucznych wpływa niekorzystnie na środowisko oraz skutkuje marnowaniem cennych zasobów naturalnych jak i energii. Tak, więc recykling pozwala zaoszczędzić zasoby i energię, ale musi spełnić wymagane kryteria. Przede wszystkim energia zużyta na wytworzenie recyklatu nie może być większa niż ta, wykorzystana na wyprodukowanie tworzywa z surowca tradycyjnego. Niektóre produkty poddawane odzyskowi mogą być z korzyścią dla środowiska naturalnego przy dodatnim bilansie ekonomicznym lub odwrotnie.
Legislacja Europejska przyczyniła się do zwiększenia odzysku tworzyw sztucznych. Pomiędzy 1991 a 2003 rokiem wzrost recyklingu z odpadów sztucznych wyniósł z 7% do 17%, natomiast odzysk z energii z 15% do 23% (Kozłowski, 2006).
W Polsce recykling przebiega na ogół w macierzystych przedsiębiorstwach, w których odpady powstały. Są też małe zakłady zajmujące się przetwarzaniem odpadów PVC. Brakuje jednak instytucji organizujących recykling i zbiórkę na większych obszarach. W Polsce działa Ogólnopolska Izba Gospodarcza Recyklingu, ale nie wszystkie projekty dotyczące recyklingu PVC są realizowane pod jej nadzorem. Trudno określić ile jednostek zajmuje się w kraju zbiórką odpadów i jakie odpady są najczęściej poddawane recyklingowi (Kozłowski 2006).
Podsumowując tworzywa sztuczne odgrywają znacząca rolę w naszym codziennym życiu. Dzięki nim potrzebujemy mniej zasobów by zaspokoić nasze potrzeby. Wyroby pozyskiwane z tworzyw sztucznych spełniają również zasady zrównoważonego rozwoju, także w momencie zakończenia ich użytkowania po ich odpowiednim zutylizowaniu. Tworzywa sztuczne obniżają również koszty produkcji towarów nowych, mimo wysokich kosztów ich składowania i segregacji. Bilansując ich recykling, nie stanowią dużego zagrożenia dla naszego życia i życia planety. Wiele norm prawnych stanowczo określa zasady ich przetwarzania, dbając o wspólne dobro społeczeństwa.
Literatura:
Kozłowski M. 2006, „Recykling tworzyw sztucznych w Europie”, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław
Kozłowski M. 1998, „Postawy recyklingu tworzyw sztucznych”, Wydawnictwo Politechniki Wrocławskiej, Wrocław
Milczarska-Iwańczyk D. ”Recykling przemysłowy odpadów tworzyw sztucznych”
Megiel E. „Utylizacja i neutralizacja odpadów”
„Fakty o tworzywach sztucznych 2010”
„Fakty o tworzywach sztucznych 2011”