169242 (Упаковка и окружающая среда), страница 2

Макулатура (бумага и картон) может быть подвергнута органической вторичной переработке, поскольку целлюлозные волокна биологически разлагаемы. Органическая вторичная переработка может быть "аэробной" (компостирование) или "анаэробной" (биометилизация) и ведется в регулируемых условиях с использованием микроорганизмов. С ее помощью часть отходов упаковки биологически разлагается с получением стабилизированного органического осадка или метана. Эта макулатура может разлагаться микроорганизмами (в частности, бактериями, использующими продуцируемые микроорганизмами ферменты для превращения органического материала в СО₂, воду и гумус или компост) на встречающиеся в природе вещества. Компост широко применяется в сельском хозяйстве для улучшения почв (в частности, в садоводстве).

3.3 Переработка отходов в целях получения энергии

В прошлом сжигание отходов считалось гигиеничным способом уменьшения их объема. После вступления в силу нормативов на выбросы в атмосферу, муниципальные мусоросжигатели были закрыты, и большую часть отходов стали направлять на свалки.

Хотя в последние годы появилась технология безопасного сжигания отходов, такие установки требуют крупных капиталовложений. Кроме того, в обществе существует глубокое недоверие к сжиганию мусора из-за нехватки знаний и информации.

В отходах бумаги и картона "запасена" солнечная энергия, так как источником волокна является древесина. Эта энергия может быть извлечена в мусоросжигателях (EFW, Energy From Waste). Минимальная энергетическая ценность (теплота сгорания) бумаги и картона составляет 10 мДж/кг, то есть 2 т макулатуры при сжигании эквивалентны примерно 1 т нефти или 1,5 т угля. Тем не менее не стоит рассматривать сжигание отходов бумаги и картона в отрыве от утилизации несортированных муниципальных отходов. Нет никакого смысла отделять бумажные и картонные отходы, непригодные для вторичной переработки, от смешанных комунально-бытовых (КБО) и сжигать их отдельно. Поэтому мы должны рассматривать вопрос утилизации КБО сжиганием с получением энергии как часть целостного подхода к утилизации КБО.

Преимущества вторичной переработки с утилизацией отходов на топливо состоят в следующем.

Основное преимущество - это восстановление энергии. Типичный мусоросжигатель позволяет получить из 420000 т КБО примерно 35МВт. Юго-Восточная ТЭЦ в Лондоне собирает отходы от 1 млн человек и обеспечивает электричеством 100 000 человек.

Энергия при этом добывается из восстанавливаемого источника.

В городах сжигание мусора способствует сокращению транспортной нагрузки, так как уменьшается количество транспорта, вывозящего мусор на свалки вне городской черты.

Сжигание мусора снижает потребность в свалках, уменьшая объем мусора на 90%.

То, что мусор не попадает на свалки, снижает образование метана, который для парникового эффекта значительно более вреден, чем СО₂.

При сжигании возможно извлечение и других материалов, например, железа.

Преимущество сжигания с точки зрения гигиены заключается в том, что органические отходы становятся менее биологически активными.

Сжигание более предпочтительно для огнеопасных, летучих, токсичных и клинических отходов, которые не должны поступать на свалки.

Когда коробочный картон и другие типы упаковки на основе бумаги

сжигаются, целлюлоза превращается в СО₂ и водяной пар. Выбросы в атмосферу не должны содержать частиц углерода или СО, так как их наличие свидетельствует о неполном сгорании. Основную озабоченность общества вызывают, однако, выбросы в атмосферу от других компонентов несортированного мусора.

Сжигание мусора в настоящее время ведется под тщательным контролем, чтобы уменьшить потенциально вредное воздействие и обеспечить соответствие весьма жестким нормам. Это достигается за счет использования высоких температур (не менее 850 С) и тщательной очистки отходящих газов. В технологию входят также:

поглощение диоксинов и фуранов, тяжелых металлов и других органических соединений мелкими частицами активированного угля;

нейтрализацию кислотообразующих газов (диоксида серы, SO₂ и хлорида водорода, HCl путем распыления известковой воды;

удаление частиц пыли размером до 10 мкм с помощью мешочных фильтров;

применение высоких вытяжных труб высотой 100 м.

Выбросы в атмосферу контролируют соответствующие органы. В

Европе, согласно Директиве ЕЭС 1989г., установлены минимальные нормы, причем национальные стандарты могут быть еще жестче.

Подробные сведения о независимом контроле в Лондоне приведены в работе Packmarknarden Nord, 2000, №17, November, являющейся результатом независимого контроля качества воздуха вблизи мусоросжигателя. В ней, в частности, отмечается, что данный мусоросжигатель не оказывает существенного воздействия на качество воздуха, а полученные результаты анализов находятся в пределах, установленных национальными и европейскими нормами.

Сжигание мусора широко применяется в таких странах, как ФРГ, Франция, Швеция, Дания и Швейцария, где вопросам защиты окружающей среды придается большое значение. Многие мусоросжигатели в настоящее время наряду с электроэнергией дают тепло для местных муниципальных сетей.

Правительство Великобритании считает, что сжигание мусора может обеспечить экологические преимущества, особенно если рынки для прошедшего вторичную переработку материала нестабильны и если это значительно уменьшит использование транспорта. Правительство считает, что по мере реализации директивы ЕС по свалкам темпы снижения количества отправляемого на свалки мусора может снижаться быстрее, чем растут рынки для вторично переработанного сырья, и, следовательно, наряду с переходом на более высокий уровень переработки, для создания более стабильной системы утилизации отходов в последующие 10-15 лет необходимо перейти на более высокий уровень сжигания с регенерацией энергии.

Существует мнение, что с учетом экологических соображений сжигание мусора с получением энергии предпочтительнее вторичной переработки. Это мнение основано на сравнительном анализе выделения СО₂.

Кроме того, описан новый способ использования полиэтилена, извлеченного из упаковки для жидких продуктов и ламинированной упаковки, при котором полиэтилен после отделения газифицируется и используется в качестве замены ископаемым видам топлива на ТЭЦ.

Заключение

Современное состояние проблем бумаги и картона обусловлено отнюдь не экологическими соображениями. Вторичную их переработку стали применять не менее 100 лет назад по техническим и коммерческим соображениям. В 2002 г. макулатура обеспечивала около 45% мировой потребности в волокнистых полуфабрикатах. Количество собранного и переработанного вторичного волокна возрастает по нескольким причинам:

рост потребности в волокне с увеличением производства бумаги и картона;

увеличение сбора макулатуры благодаря повышению сознательности общества и внедрения программ утилизации отходов.

Можно указать преимущества каждого из трех основных источников волокна:

Целлюлоза - это гибкое волокно, позволяющее производить более прочные изделия; после отбелки химически чистой целлюлозы ее запах и вкус становится нейтральными, что позволяет с успехом применять ее для упаковки пищевых продуктов, чувствительных ко вкусу и запаху; технологические добавки извлекаются и используются повторно; энергия, используемая при производстве, является возобновляемой, так как ее источником являются нецеллюлозные компоненты древесины.

Древесная масса - это жесткое волокно, придающее бумаге и картону пухлость, то есть дающие увеличение толщины при заданной массе единицы площади (г/м²); это позволяет производить более жесткие изделия по сравнению с изделиями на основе других волокон; обеспечивается высокий выход из древесины; они могут подвергаться химической обработке для отбелки, имеют достаточно нейтральный запах и вкус, позволяющий упаковывать многие пищевые продукты, чувствительные ко вкусу и запахам.

Вторичное волокно обладает необходимыми функциональными свойствами и экономически эффективно. Качество его зависит от исходных бумаги или картона. Использование вторично переработанных волокон при изготовлении бумаги и картона положительно оценивается обществом и экономично, но его экологические преимущества не доказаны. Считается, что основным преимуществом с точки зрения экологии является "сохранение лесов" благодаря вторичной переработке и утилизации отходов.

Еще одним преимуществом считается то, что вторично переработанные волокна сохраняют первоначально запасенную в нем солнечную энергию, а при производстве и использовании первичного волокна эта энергия расходуется. Вместе с тем энергия потребляется при сборе отходов и доставке макулатуры на перерабатывающие предприятия; кроме того, пропорционально больше энергии требуется для изготовления вторичных изделий. При производстве бумаги и картона со вторично переработанным волокном возникают дополнительные потери, и поскольку в эквивалентных вторичных изделиях масса волокна больше, пропорционально большее количество воды необходимо выпарить в процессе производства. Поскольку всю эту энергию дает ископаемое топливо, выбросы в атмосферу также пропорционально больше.

Эти факты приведены не из стремления к полемичности, а исключительно для противопоставления их тому представлению, что использование вторично переработанного волокна чем-то лучше для окружающей среды. В материально-техническом отношении для вторичной переработки необходимы и первичные волокна. За короткое время сложно заменить первичное волокно вторичным, а экономические ограничения и потребности общества в утилизации отходов приведут к расширению восстановления и использования макулатуры. Это важно, поскольку возобновляемость ресурсов зависит как от экологических последствий, так и от экономических и социальных потребностей.

Можно указать на конкретные преимущества разных видов волокон и их сочетания при получении разных видов бумаги и картона, предназначенных для разного использования. Не все волокна полностью взаимозаменяемы, в связи с чем нецелесообразно настраивать на обязательном указании минимального уровня или содержания вторично переработанного волокна.

Для удовлетворения эксплуатационных требований во многих промышленных сферах использования бумаги и картона требуется первичное волокно. Оно необходимо также для сохранения качества восстановленных волокон и общего количества, требуемого промышленностью в целом. Первичное волокно также необходимо для замены (восполнения) вторично переработанных волокон, теряемых при повторной переработке. Волокна нельзя восстанавливать бесконечно; кроме того, переработка уменьшает длину волокон и, в конечном итоге, они остаются в осадке. Поэтому можно утверждать, что на практике необходимы как первичные, так и вторичные волокна.

Возобновляемость ресурсов, как было показано, зависит от социальных, экономических и экологических факторов. Многие указывают, что экологические споры по отдельным вопросам типа соотношения первичных и вторичных волокон в изделиях уже переросли в дебатах, характеризующиеся более системным подходом к экологическим проблемам, а именно:

добыча сырья;

использование энергии для изготовления бумаги и картона;

изготовление из них упаковки;

соблюдение норм по выбросам в атмосферу, сточным водам и твердым отходам на всех этапах;

обеспечение потребностей изделий в упаковке на всех стадиях жизненного цикла - упаковывания, дистрибъюции, транспортирования, реализации и использования конечным потребителем;

утилизация упаковки на конечном этапе её жизненного цикла с возможностями её повторного использования, вторичной переработки, сжигания с извлечением энергии или отправки на свалку.

Система в целом должна быть устойчивой в экологическом, экономическом и социальном аспекте, а также должна включать процессы, обеспечивающие ее постоянное улучшение. Вышеизложенное подтверждает, что именно такой подход применяется в настоящее время на производстве и в использовании упаковки на основе бумаги и картона.

Запасы древесины для целлюлозно-бумажной промышленности являются возобновляемыми. Независимая сертификация лесов проводится во многих регионах, включая Северную Америку и Европу. Более 50% энергии, используемой в целлюлозно-бумажной промышленности, получено из возобновляемых источников. Предприятия, где в процессе производства не используется биомасса, и заводы, на которые подается электричество, с точки зрения общества находятся в одинаковом положении в отношении используемых ресурсов.

В настоящее время энергию получают в основном из ископаемого топлива, но доля возобновляемых ресурсов растет. Предприятия повысили эффективность использования энергии за счет когенерации (ТЭЦ), а также снизили объемы выбросов в атмосферу за счет перехода с угля и нефти на природный газ. Снизилось и водопотребление, а качество сточных вод улучшилось. Количество вторично используемой бумаги и картона, а также доля вторичных волокон, используемых в производстве бумаги и картона, увеличились.

Своей деятельностью во всех этих областях и благодаря независимой экспертизе на соответствие международным стандартам по защите окружающей среды (ISO 14000, EMAS) и управлению качеством (ISO 9000) фирмы, занятые производством и использованием бумажной и картонной упаковки, продолжают демонстрировать свою приверженность устойчивому развитию и непрерывному совершенствованию.

И, наконец, важная характеристика целлюлозно-бумажной промышленности, на которой основаны ее заявления об устойчивости, - это та роль, которую она играет во всемирном карбоновом (углеродном) цикле. Углеродный цикл -это основа взаимосвязи атмосферы, моря и суши. Вся жизнь на Земле зависит от углерода в той или иной форме. Бумага и картон также входят в этот цикл, поскольку:

атмосферный СО₂ поглощается лесом, и в древесине превращается в волокна целлюлозы;