Ekoproblemy jako konsekwencja stosowania opakowań
Czego nasza cywilizacja produkuje najwięcej? Okazuje się, że niestety śmieci. Według danych Eurostatu, statystyczny Europejczyk wytwarza rocznie około pół tony śmieci. Tylko w ciągu jednego roku ( roku) masa odpadów komunalnych wytwarzana przez statystycznego mieszkańca Europy wyniosła kilogramy, z czego kg były to materiały opakowaniowe. Z kolei w tym samym roku przeciętny mieszkaniec Polski wyprodukował kg śmieci, z których jedynie poddano recyklingowi. Ilość wytwarzanych przez nas odpadów wzrasta z roku na rok. Czy niebawem zostaniemy zasypani przez góry śmieci?
pojęcie: tworzywa sztuczne;
mechanizm reakcji polimeryzacji i polikondensacji;
materiały wykorzystywane do produkcji opakowań uwzględniając ich podział na materiały biodegradowalne i na materiały szczególnie uciążliwe dla środowiska.
klasyfikować tworzywa sztuczne w zależności od ich właściwości;
charakteryzować termoplasty i duroplasty;
zapisywać równania reakcji otrzymywania takich tworzyw, jak: PP, PVC, PS, PMMA;
określać zagrożenia związane ze spalaniem tworzyw sztucznych;
uzasadniać potrzebę zagospodarowania odpadów pochodzących z różnych opakowań;
opisywać różne sposoby zagospodarowania odpadów.
1. Rodzaje odpadów
OdpadyOdpady są nieodłączną częścią bytowej i gospodarczej działalności człowieka. Na tej podstawie można podzielić je na dwie główne kategorie: odpady przemysłoweodpady przemysłowe, które w Polsce stanowią ok. produkowanych śmieci, oraz odpady komunalneodpady komunalne, powstałe w gospodarstwach domowych wskutek bytowania człowieka, z czego dużą część stanowią produkty opakowaniowe i odzież. W miarę rozwoju cywilizacji ciągle zwiększa się ich ilość i różnorodność. Według danych GUS w r., na terenie Polski wytworzono prawie mln ton odpadów, z czego mln ton stanowiły odpady komunalne. Od r. ilość wytwarzanych w Polsce odpadów, nie licząc odpadów komunalnych, kształtowała się w granicach – mln ton rocznie. W r. statystyczny mieszkaniec naszego kraju wyrzucił do kontenera ok. kg odpadów komunalnych (wzrost o kg względem r.).
Podział produkowanych odpadów na różne kategorie jest niezbędny do prawidłowego nimi zarządzania. Dzięki zastosowaniu różnych kryteriów podziału, można prowadzić selektywną zbiórkę odpadów, która z kolei umożliwi optymalne wykorzystanie zawartych w nich surowców lub zminimalizowanie ich negatywnego wpływu na środowisko. Odpady można podzielić m.in. ze względu na ich skład chemiczny, pochodzenie surowca czy też wpływ na środowisko lub zdrowie.
Przykładowo, udział substancji organicznych w odpadach będzie stanowić podstawę ich klasyfikacji na odpady organiczne (powyżej ), organiczno‑mineralne (–) oraz mineralne (gdy udział substancji organicznych w odpadach nie przekracza ). Z kolei pochodzenie surowca, z którego dany odpad został wykonany, umożliwia podział na odpady naturalne (surowiec pochodzenia naturalnego), odpady syntetyczne (surowiec powstały w wyniku syntezy chemicznej) oraz odpady sztuczne (surowiec nie występujące naturalnie w przyrodzie, został stworzony przez człowieka).
Na podstawie informacji zawartych na powyższej grafice, która przedstawia najważniejsze kryteria podziału odpadów, przyporządkuj podanym odpadom odpowiednie kategorie.
Na podstawie informacji zawartych w poniższej tabeli, która zestawia najważniejsze kryteria podziału odpadów, przyporządkuj podanym odpadom odpowiednie kategorie.
Najważniejsze kryteria podziału odpadów | |
---|---|
źródło pochodzenia | komunalne/przemysłowe/rolnicze |
skład chemiczny | organiczne/mineralne |
stan skupienia | stałe/ciekłe |
pochodzenie surowca | naturalne/sztuczne/syntetyczne |
wpływ na zdrowie | toksyczne/nietoksyczne |
wpływ na środowisko | biodegradowalne/nieulegające biodegradacji |
możliwość ich wykorzystania | surowce wtórne/surowce, których nie można przetworzyć |
strefy zasięgu | lokalne/regionalne/globalne |
Szczegółowa analiza rodzaju odpadów i zidentyfikowanie, które sektory gospodarki są największymi producentami odpadów danego typu, daje szansę na opracowanie strategii, umożliwiającej korzystanie z dostępnych zasobów w sposób bardziej racjonalny i przyjazny dla środowiska.
2. Tworzywa sztuczne
Do najbardziej uniwersalnych i wielofunkcyjnych materiałów w światowej gospodarce należą m.in. tworzywa sztuczne. Według danych opracowanych przez Our World in Data, w r. globalna produkcja tworzyw sztucznych wyniosła mln ton, z czego około mln ton skończyło jako odpady. Opakowania stanowiły blisko połowę z nich, bo aż mln ton. Tworzywa sztuczne stały się podstawą nowoczesnego życia, a największym obszarem ich zastosowań jest właśnie produkcja pojemników (w r. wyprodukowano mln ton opakowań z tworzyw sztucznych).
Tworzywami sztucznymi nazywane są potocznie materiały wykonane z syntetycznych (powstałych w wyniku syntezy organicznej) polimerów (makrocząsteczek) bądź zmodyfikowanych polimerów, które występują naturalnie w przyrodzie. Warto jednak zaznaczyć, że w chemii za sztuczne uważa się takie materiały, których surowiec także nie występuje naturalnie w przyrodzie, tylko został stworzony w laboratorium. Prowadzi to do wniosku, że w skład tzw. tworzyw sztucznych mogą wchodzić zarówno materiały syntetyczne, jak i sztuczne.
Do produkcji opakowań wykorzystuje się m.in. takie tworzywa sztuczne, jak polietylen (PE), polipropylen (PP), polistyren (PS), poli(chlorek winylu) (PVC), poli(metakrylan metylu) (PMMA), poli(tereftalan etylenu) (PET). Przyjrzyjmy się bliżej każdemu z nich.
Polietylen (PE) to polimer etenu, a właściwości uzyskanego tworzywa różnią się w zależności od warunków przeprowadzenia reakcji (temperatury, ciśnienia, katalizatora).
Polietylen o niskiej gęstości (PE‑LD) jest miękki, przezroczysty, giętki, bezwonny i przepuszczalny dla gazów. Z kolei polietylen o wysokiej gęstości (PE‑HD) jest twardszy i mniej przezroczysty niż PE‑LD, ma wyższą wytrzymałość mechaniczną i odporność chemiczną oraz wykazuje mniejszą przepuszczalność dla gazów. Polietylen jest uważany za bezpieczny dla organizmu człowieka, dlatego mogą być z niego wykonywane produkty do przechowywania żywności. Wykonuje się z niego m.in. zakrętki butelek, folię spożywczą czy woreczki foliowe.
Polipropylen (PP) to polimer propenu, który pod względem właściwości wykazuje podobieństwo do polietylenu. Obecnie jest jednym z najczęściej wykorzystywanych tworzyw sztucznych. Charakteryzuje go niska gęstość (niższa od gęstości wody) oraz duża odporność chemiczna.
PP jest bezbarwnym, bezwonnym materiałem, który jest fizjologicznie obojętny. Łatwość przetwórstwa i odporność na działanie wody oraz kwasów i większości rozpuszczalników organicznych. Znajduje zastosowanie w produkcji m.in. pojemniki do przechowywania żywności, elementy samochodowe, a nawet meble.
Polistyren (PS) także jest tworzywem powstającym w wyniku reakcji polimeryzacji. Jest twardym, kruchym, lekkim materiałem o bardzo niewielkiej elastyczności. W czystej postaci jest bezbarwny, ale może być w łatwy sposób barwiony. PS jest odporny na działanie wody, stężone kwasy nieutleniające i zasady, ale za to jest łatwopalny.
Charakteryzuje się dużą trwałością i łatwością formowania. Znalazł zastosowanie m.in. do produkcji opakowań żywności, leków czy izolacji cieplnej lub elektrycznej. Najpowszechniejszym i najlepiej kojarzonym materiałem z tego polimeru jest styropian, czyli polistyren spieniony, wykorzystywany chociażby w budownictwie do ocieplania budynków.
Czy istnieje sposób, by zmniejszyć ilość odpadów ze styropianu? Przeprowadź doświadczenie, w którym sprawdzisz, jak można doprowadzić do rozpadu polistyrenu. Sformułuj odpowiednie obserwacje i wnioski. Doświadczenie należy przeprowadzić pod wyciągiem.
Uwaga! Tego doświadczenia nie wolno wykonywać w warunkach domowych.
Czy istnieje sposób, by zmniejszyć ilość odpadów ze styropianu? Przeprowadzono doświadczenie, w którym sprawdzono, jak można doprowadzić do rozpadu polistyrenu. Przeanalizuj przebieg doświadczenia, a następnie rozwiąż zamieszczone do niego zadania.
Problem badawczy:
W jaki sposób można zmniejszyć ilość odpadów ze styropianu?
Hipoteza:
Styropian można spalić lub roztworzyć w niektórych rozpuszczalnikach.
Co było potrzebne:
próbki styropianu;
trójnóg;
palnik;
metalowe szczypce;
probówka z octanem etylu (etanianem etylu);
probówka z acetonem (propanonem);
probówka ze stężonym wodnym roztworem kwasu siarkowego();
probówka ze stężonym wodnym roztworem wodorotlenku sodu.
Wykonywane czynności:
. Próbkę styropianu umieszczono w płomieniu palnika za pomocą metalowych szczypiec. Zapaloną próbkę wyjęto z płomienia palnika i obserwowano zmiany towarzyszące spalaniu tego tworzywa. . Próbki styropianu wprowadzono do probówek, które zawierają kolejno: octan etylu (etanian etylu; zmywacz do paznokci), aceton (propanon; rozpuszczalnik stosowany przez kosmetyczki), stężony wodny roztwór kwasu siarkowego() i stężony wodny roztwór wodorotlenku sodu. . Obserwowano zachodzące zmiany.
Obserwacje:
. Próbka styropianu, po wprowadzeniu do palnika, nadtapia się i spala żółtym, silnie kopcącym płomieniem, który utrzymuje się również po wyjęciu próbki z palnika. Spalaniu się styropianu towarzyszy słodkawy zapach. . Próbka styropianu roztwarza się w zlewkach, które zawierają octan etylu i aceton. Z kolei w zlewkach ze stężonymi roztworami i nie zaobserwowano żadnych zmian.
Wnioski:
. Styropian jest tworzywem łatwopalnym. Kopcący płomień świadczy o tym, że w strukturze cząsteczki znajdują się nienasycone wiązania lub pierścienie aromatyczne, a spalanie przebiega w sposób niecałkowity. Podczas spalania styropianu dochodzi do powstania mieszaniny szkodliwych związków chemicznych, dlatego ten proces nie jest bezpieczny dla zdrowia i środowiska i nie wolno go przeprowadzać w warunkach domowych. . Styropian roztwarza się rozpuszczalnikach organicznych, takich jak aceton i octan etylu, jest jednak odporny na działanie stężonych kwasów nieutleniających oraz stężonych zasad.
Podsumowanie:
Styropian nadtapia się i pali żółtym, silnie kopcącym płomieniem, a towarzyszący temu procesowi zapach jest słodkawy. Polistyren roztwarza się w octanie etylu i acetonie, natomiast nie ulega działaniu stężonego wodnego roztworu kwasu siarkowego() ani stężonego wodnego roztworu wodorotlenku sodu. Ze względu na powstawanie mieszaniny substancji chemicznych. które zawierają szkodliwe substancje, styropianu nie można spalać w piecach ani roztwarzać w rozpuszczalnikach na własną rękę.
Poli(chlorek winylu) (PVC lub PCW) to polimer otrzymywany w wyniku polimeryzacji chlorku winylu (chloroetenu).
Ten pozbawiony smaku i zapachu polimer charakteryzuje się dużą wytrzymałością mechaniczną i odpornością chemiczną. Jest obojętny na działanie szeregu rozpuszczalników, w tym alkoholi i olei mineralnych (mieszanin różnorodnych płynnych węglowodorów), a także na działanie stężonych kwasów i zasad. Wykorzystuje się go w produkcji m.in. stolarki okienno‑drzwiowej, rur, wykładzin, a nawet strzykawek, cewników i drenów stosowanych w medycynie.
Aby sprawdzić, czy dana substancja zawiera atom fluorowca, można przeprowadzić tzw. próbę Beilsteina. W tym celu na wyprażony drucik platynowy (lub siatkę miedzianą) nanosi się niewielkie ilości tlenku miedzi() oraz badanej substancji, a następnie ogrzewa się je w nieświecącym płomieniu palnika. Zielone zabarwienie płomienia będzie świadczyć o obecności fluorowca w badanej próbce. Jednak próba ta jest niespecyficzna i niektóre związki nie zawierające atomów fluorowców, lecz siarkę i azot, mogą także dać pozytywny wynik próby Beilsteina.
Poli(metakrylan metylu) (PMMA) jest polimerem metakrylanu metylu, czyli nienasyconego estru metylowego kwasu metakrylowego. PMMA lepiej znane jest jako szkło organiczne lub akrylowe, często określane też słowem pleksiglas lub pleksi.
Tworzywo to charakteryzują bardzo dobre właściwości optyczne, ponieważ przepuszczalność światła widzialnego dla tego materiału wynosi ponad . Poli(metakrylan metylu) jest odporny na działanie światła (w tym promieniowania UV) i wody, jest plastyczny i daje się łatwo polerować i obrabiać mechanicznie. W porównaniu do szkła jest lżejszy, ale mniej sztywny i bardziej podatny na zarysowania. Znalazł szerokie zastosowanie przede wszystkim w przemyśle motoryzacyjnym (szyby, owiewki) jako okna w samolotach i statkach, panele reklamowe, przeszklenia i szyby działowe (tzw. pleksi), soczewki, a nawet jako dekoracja i drobne przedmioty użytkowe.
Poli(metakrylan metylu) jest tworzywem, które powstaje w czasie polimeryzacji łańcuchowej czy polikondensacji? Odpowiedź krótko uzasadnij.
Poli(tereftalan etylenu) (PET) jest polimerem zaliczanym do grupy poliestrów powstałych w wyniku reakcji polikondensacji, która w przypadku tego tworzywa jest reakcją estryfikacji. PET jest przezroczystym materiałem przypominającym szkło, jednak znacznie od niego lżejszym.
Tworzywo to nie przepuszcza gazów, a także charakteryzuje się dużą elastycznością i odpornością mechaniczną. Wykorzystuje się je m.in. w produkcji butelek przeznaczonych do napojów bezalkoholowych oraz włókien syntetycznych, z których zostaną wykonane ubrania.
Ze względu na właściwości plastyczne, tworzywa sztuczne można podzielić na dwie grupy: termoplasty oraz duroplasty.
Termoplasty, po ogrzaniu do odpowiednio wysokiej temperatury, miękną i topią się, a po ostygnięciu twardnieją. Termoplastyczność umożliwia wielokrotne przetwarzanie i wykorzystywanie tych materiałów oraz ułatwia zagospodarowywanie odpadów. Należy podkreślić, że każdemu przetopieniu towarzyszy pogorszenie właściwości takiego materiału, co pociąga za sobą spadek jego jakości. Powoduje to, że po pewnym czasie dalsze przetworzenie takiego tworzywa nie jest już możliwe ze względu na brak pożądanych cech użytkowych.
Duroplasty są sztywnymi materiałami, które nie zmieniają swojego kształtu w trakcie ogrzewania. Podczas produkcji, pod wpływem ogrzewania, ulegają nieodwracalnemu utwardzeniu, dlatego czasami nazywa się je tworzywami termoutwardzalnymi. W wysokiej temperaturze nie topią się, ale ulegają rozkładowi. Nie można ich wielokrotnie przetwarzać, co uniemożliwia ich ponowne wykorzystanie. Różnice we właściwościach termoplastów i duroplastów wynikają z ich różnej budowy wewnętrznej.
Z jakiego tworzywa – termoplastu czy duroplastu – wykonana jest butelka na wodę, a z jakiego czajnik elektryczny?
Pierwsze tworzywo sztuczne – celuloid – otrzymano w 1862 roku. Choć od tego momentu upłynęło już sporo czasu, to na każdym kroku uświadamiamy sobie, że bez tworzyw sztucznych nie potrafimy już żyć. Produkty wykonane z tworzyw sztucznych zrewolucjonizowały życie ludzi i gospodarkę. Są tanie w produkcji, łatwe do obróbki i wykazują szereg cech pożądanych dla odbiorcy. W rezultacie, światowa produkcja tworzyw sztucznych stale rośnie (w r. wyniosła mln ton), podobnie jak ilość wytworzonych z nich odpadów.
3. Odpady – problem czy biznes w ?
Odpady i związane z nimi zagrożenia stają się w obecnych czasach coraz bardziej zauważalnym problemem w środowisku – np. maleńka bateria z zegarka może skazić gleby czy też litrów wody. Z drugiej strony, większość wyrzucanych śmieci można przetworzyć na energię lub pozyskać z nich nowe surowce (np. włókna – z butelek PET, cynk – z baterii cynkowych), a część nadaje się do ponownego wykorzystania (np. szkło można przetwarzać nieskończenie wiele razy). Ostateczne postępowanie z odpadami polega na ich unieszkodliwieniuunieszkodliwieniu, czyli poddaniu procesom, dzięki którym nie będą one stwarzały zagrożenia dla zdrowia i życia ludzi oraz dla środowiska. Na przestrzeni wieków gospodarka odpadami przybierała różne formy.
Na podstawie przedstawionej powyżej osi czasu, która chronologicznie omawia sposób, w jaki przez wieki ludzie radzili sobie z problemem odpadów, wykonaj zadanie zamieszczone poniżej.
Unieszkodliwianie odpadów komunalnych polega na składowaniu ich na wysypiskach śmieci lub spalaniu. Nowoczesne składowiska odpadów komunalnych oraz spalarnie to jedne z większych wyzwań inżynierii budowlanej. Jednak każda z tych metod przyczynia się do bezpowrotnej utraty wielu cennych surowców, które są zawarte w odpadach. W trosce o środowisko naturalne, na opakowaniach często umieszcza się piktogramy, czyli proste obrazkowe symbole ułatwiające ich charakterystykę lub informujące konsumenta, jak należy postępować z tymi opakowaniami oraz wyrobami, które się w nich znajdują.
W Japonii, gdzie rocznie wytwarza się ok. kg odpadów na osobę, nie buduje się już tradycyjnych wysypisk śmieci. Kraj Kwitnącej Wiśni postawił na zgazowanie nieczystości. Proces ten przeprowadza się w wysokiej temperaturze (–), w obecności powietrza lub pary wodnej. Prowadzi on do otrzymania palnego gazu, który jest wykorzystywany do produkcji energii cieplnej i elektrycznej. Metoda zgazowania pozwala otrzymać więcej energii niż podczas tradycyjnego spalania śmieci. To prosty sposób na pozbycie się dużej ilości odpadów, z korzyścią dla gospodarki i środowiska.
Przyjrzyj się zamieszczonej powyżej grafice. Na jej podstawie sformułuj wypowiedź przekonującą do segregowania śmieci osobę, która dotychczas tego nie robiła. Podaj argumenty świadczące o korzyściach segregacji śmieci.
Sformułuj wypowiedź przekonującą do segregowania śmieci osobę, która dotychczas tego nie robiła. Podaj argumenty świadczące o korzyściach segregacji śmieci.
Czy wiesz, jakie zagrożenia niesie ze sobą spalanie przedmiotów wykonanych z poli(chlorku winylu)? Wykonaj poniższe doświadczenie i przekonaj się, dlaczego nie wolno spalać tworzyw sztucznych w gospodarstwach domowych.
Uwaga! Doświadczenie wykonuj pod sprawnym wyciągiem z zachowaniem reguł bezpieczeństwa. Nie wykonuj go w domu. Jeżeli nie masz możliwości wykonania doświadczenia, obejrzyj filmik zamieszczony poniżej.
Czy wiesz, jakie zagrożenia niesie ze sobą spalanie przedmiotów wykonanych z poli(chlorku winylu)? Wykonano doświadczenie, w którym wykazano, dlaczego nie wolno spalać tworzyw sztucznych w gospodarstwach domowych. Przeanalizuj jego przebieg, a następnie rozwiąż zadanie umieszczone poniżej.
Problem badawczy:
Jakie zagrożenia niesie ze sobą spalanie przedmiotów wykonanych z PVC?
Hipoteza:
Podczas spalania przedmiotów wykonanych z PVC powstają toksyczne substancje chemiczne.
Co było potrzebne:
sprawny wyciąg;
próbka z PVC;
szczypce metalowe;
palnik;
tryskawka z wodą destylowaną;
uniwersalny papierek wskaźnikowy.
Wykonywane czynności:
. Próbkę poli(chlorku winylu) wprowadzono do płomienia palnika za pomocą metalowych szczypiec. . Po chwili próbkę wyjęto z płomienia i sprawdzono, czy nadal się pali. . Nad gorącą próbką, zaraz po jej zgaszeniu, umieszczono zwilżony wodą uniwersalny papierek wskaźnikowy. . Obserwowano zachodzące zmiany.
Obserwacje:
PVC powoli mięknie, trudno się zapala, a płomień przyjmuje żółtą barwę (na brzegach – zieloną). Powstaje szarobiały dym o ostrym, gryzącym zapachu. Po wyjęciu palącej się próbki z płomienia, ogień gaśnie. Wilgotny papierek wskaźnikowy, pod wpływem wydzielającego się gazu, zmienia barwę z żółtej na czerwoną.
Wnioski:
Zmiana zabarwienia wilgotnego papierka wskaźnikowego, pod wpływem wydzielającego się gazu na kolor czerwony, świadczy o kwasowym charakterze powstającego gazu. Próbka ulega zwęgleniu, co oznacza, że spalanie przebiega w sposób niecałkowity, a w strukturze cząsteczki znajdują się wiązania nienasycone.
Podsumowanie:
W produktach spalania PVC znajdują się sadza oraz toksyczny chlorowodór, który w kontakcie z wodą tworzy kwas chlorowodorowy (solny). Poza tym podczas spalania poli(chlorku winylu) wydzielają się też inne, bardzo szkodliwe substancje, m.in. tlenek węgla() i dioksyny. Materiałów wykonanych z tworzyw sztucznych nie wolno się pozbywać poprzez ich spalanie.
Dioksyny to bardzo toksyczne substancje, które powstają w sposób naturalny w przyrodzie, a także w wyniku działalności człowieka. Tworzą się za sprawą spalania związków organicznych zawierających chlor, dlatego powstają w śladowych ilościach podczas różnych procesów chemicznych oraz samorzutnie podczas spalania drewna (także w trakcie pożarów lasów) i wszelkich związków organicznych. Wielokrotnie więcej dioksyn przedostaje się do naszych organizmów wraz z grillowanymi potrawami, a także na skutek palenia drewna w otwartych i źle wentylowanych kominkach. Przypisuje się im właściwości rakotwórcze, teratogenne (stanowiące zagrożenie dla płodu) i alergiczne. Uszkadzają ważne składniki układu hormonalnego, głównie estrogen, testosteron, insulinę i hormony tarczycy. W przenikają do organizmu z pożywieniem. Ostatecznie gromadzą się w wątrobie i tkance tłuszczowej. Najgroźniejszą z dioksyn jest TCDD, razy bardziej toksyczna od cyjanku potasu.
Alternatywą dla unieszkodliwiania śmieci jest ich recyklingrecykling, dzięki któremu materiały tworzące odpady mogą być wielokrotnie przetwarzane i wykorzystywane, co przyczynia się do ograniczenia zużycia surowców naturalnych, prowadzi do oszczędności energii, a w konsekwencji ma wpływ na ochronę środowiska. Wyróżnia się kilka rodzajów recyklingu – surowcowy (chemiczny), materiałowy (fizyczny), organiczny i energetyczny. Punktem wyjścia do stosowania tej metody jest selektywna zbiórka odpadów, ponieważ praktycznie każdy odpad może być potencjalnym surowcem.
Zapoznaj się z materiałem filmowym dotyczącym rodzajów recyklingu, a następnie zastanów się, jakim rodzajem recyklingu jest depolimeryzacja polietylenu. Odpowiedź krótko uzasadnij.
Miasto Meksyk to jedna z największych metropolii na świecie, dlatego śmieci stanowiły (i stanowią) tutaj niemały problem. W latach legendarny król śmieci – Rafael Gutierrez Moreno – uczynił z odpadów mafijny interes. Wpadł na pomysł, aby zebrane śmieci segregować i odsprzedawać firmom do powtórnego przetworzenia. W ten sposób zarabiał na nich podwójnie i dzięki temu udało mu się zgromadzić majątek wart ok. mln dolarów. Obecnie rynek odpadów komunalnych to bardzo dochodowy interes, ponieważ jego wartość szacuje się na – mld dolarów.
Obejrzyj zamieszczony poniżej film dotyczący sposobu przetwarzania odpadów z zakładzie recyklingowym. Na podstawie czynności wykonywanych przez pracowników, zastanów się, czy wypełnianie pustych opakowań śmieciami innego rodzaju jest właściwym zachowaniem (np. wypełnianie pustych plastikowych butelek papierkami po batonach, skrawkami kartek papieru, patyczkami po lodach).
Zapoznaj się z zamieszczonym poniżej materiałem multimedialnym a następnie zastanów się, czy wypełnianie pustych opakowań śmieciami innego rodzaju jest właściwym zachowaniem (np. wypełnianie pustych plastikowych butelek papierkami po batonach, skrawkami kartek papieru, patyczkami po lodach).
Każda z metod zagospodarowania śmieci ma zarówno zalety, jak i wady. Racjonalna gospodarka odpadami w naszym kraju powinna znacznie zmniejszyć ilość, jak i rodzaj przedmiotów trafiających na wysypiska śmieci.
Zapoznaj się z treścią zamieszczoną w poniższej galerii interaktywnej.
4. Biodegradacja
Wszechobecna w naszym życiu torba foliowa, której produkcja trwa ok. jednej sekundy, jest wykorzystywana przez człowieka średnio przez min., a rozkłada się w środowisku od do nawet lat. Jeszcze więcej czasu potrzebuje butelka typu PET. Degradacja produktów polimerowych w środowisku naturalnym jest procesem długotrwałym. Dlatego, jeśli tylko jest to możliwe, wprowadza się tworzywa, które ulegają rozkładowi pod wpływem mikroorganizmów (grzybów i bakterii), czyli polimery biodegradowalne. Polimer można uznać za biodegradowalny, jeśli rozłoży się całkowicie w glebie lub w wodzie w ciągu sześciu miesięcy. BiodegradacjaBiodegradacja może zachodzić w warunkach tlenowych lub beztlenowych, a jej produktami są przede wszystkim tlenek węgla(), woda i humus.
Na podstawie poniższej grafiki uzasadnij, dlaczego skrobia i celuloza to biomateriały przyszłości.
Skrobia i celuloza są materiałami, które poprzez odpowiednią obróbkę można wykorzystać do produkcji opakowań. Biorąc pod uwagę organiczne pochodzenie skrobi i celulozy spróbuj uzasadnić stwierdzenie, że są one biomateriałami przyszłości.
Rozwój wiedzy w dziedzinie ekologii uwidocznił, że należy rozpatrywać negatywny wpływ opakowań na środowisko nie tylko w fazie odpadów, ale w całym cyklu ich stosowania. Dlatego producenci tworzyw biodegradowalnych dążą do otrzymywania tych materiałów z surowców odnawialnych, a nie z paliw kopalnych. Przykładem może być tzw. zielony polietylen (patrz na schemat) wyprodukowany przez brazylijski koncern petrochemiczny Braskem. Podobną innowację wprowadziła firma Coca‑Cola Company, otrzymując butelki typu Plant PET, do których produkcji stosuje się kwas tereftalowy, pochodzący co prawda z przetwarzania ropy naftowej, ale glikol etylenowy otrzymuje się już z etanolu, który pozyskiwany jest na drodze fermentacji alkoholowej polisacharydów. Proces ten pozwala nie tylko ograniczyć ilość zużywanych paliw kopalnych, lecz także przyczynia się do redukcji tlenku węgla().
Podsumowanie
Odpady powstają ze zużytych oraz niepotrzebnych materiałów i przedmiotów, w wyniku bytowania i działalności gospodarczej człowieka. Te, które wytwarzamy w gospodarstwach domowych, to tzw. odpady komunalne.
Największy procent wśród odpadów komunalnych stanowią opakowania.
Do metod zagospodarowania odpadów komunalnych zalicza się składowanie odpadów na wysypiskach śmieci, spalanie, recykling (surowcowy, materiałowy, organiczny, energetyczny).
Kompostowanie i fermentacja to metody zagospodarowania odpadów organicznych (recykling organiczny).
Produkcja opakowań jednorazowych z polimerów biodegradowalnych przyczynia się do zmniejszenia liczby odpadów. Otrzymywanie tych polimerów z surowców odnawialnych pozwala ograniczyć zużycie paliw kopalnych i emisję tlenku węgla().
Zinterpretuj diagram przedstawiający hierarchię postępowania z odpadami.
Każdy mieszkaniec Szwecji rocznie wytwarza ok. kg odpadów, z czego tylko ok. kg trafia na wysypisko śmieci. Polak rocznie produkuje ok. kg śmieci, z czego na wysypisko odprowadza się ok. kg. Podaj przyczyny tak dużej różnicy pomiędzy ilością odpadów składowanych w Szwecji i w Polsce.
Słownik
biochemiczny rozkład związków organicznych na prostsze składniki chemiczne, zachodzący pod wpływem organizmów żywych
niepotrzebne lub zużyte przedmioty i materiały, wytworzone w wyniku działalności przemysłowej, gospodarczej i bytowania człowieka, nieprzydatne w miejscu i w czasie, w którym powstały
odpady wytwarzane w gospodarstwach domowych
odpady powstające w trakcie działalności gospodarczej; można je podzielić na ciekłe (np. ciecze chemiczne, farby, zanieczyszczona woda) i stałe (np. drewno, plastik, złom)
system obiegu materiałów zawartych w odpadach, które mogą być wielokrotnie przetwarzane i wykorzystywane
przekształcenie odpadów w celu doprowadzenia ich do stanu, który nie stwarza zagrożeń dla życia lub zdrowia ludzi oraz dla środowiska
całkowite lub częściowe zniszczenie odpadów w wyniku celowej działalności człowieka
Ćwiczenia
Połącz w pary określenia sposobów zagospodarowania odpadów z odpowiednimi opisami.
pozwala w znacznym stopniu zredukować ilość wytwarzanych odpadów recykling, metoda ta jest źródłem nawozu do uprawy roślin, to najprostszy, ale i najmniej korzystny ze sposobów na pozbycie się odpadów spalanie, przyczynia się do ochrony zasobów naturalnych
kompostowanie | |
recykling | |
składowanie | |
spalanie |
Które zdania są prawdziwe, a które – fałszywe?
Prawda | Fałsz | |
Największą objętościowo grupę odpadów komunalnych stanowią opakowania z tworzyw sztucznych. | □ | □ |
Polipropylen jest tworzywem o gęstości większej od gęstości wody. | □ | □ |
Recykling chemiczny to tzw. recykling materiałowy. | □ | □ |
Szkło jest materiałem, który można nieskończenie wiele razy poddawać recyklingowi. | □ | □ |
Fermentacja odpadów organicznych zachodzi w warunkach beztlenowych, a kompostowanie – w warunkach tlenowych. | □ | □ |
Przeanalizuj wykres wskazujący na ścieżki przedostawania się plastikowych śmieci do oceanu, a następnie wskaż, które stwierdzenia są prawdziwe, a które fałszywe.
Przeanalizuj informacje zawarte w poniższym tekście na temat produkcji tworzyw sztucznych i zanieczyszczenia nimi oceanów w r., a następnie wskaż, które stwierdzenia są prawdziwe, a które fałszywe.
In global primary production of plastic was million tonnes and global plastic waste was million tonnes – it did exceed annual primary production through wastage of plastic from previous years. Plastic waste generated in coastal regions is most at risk of entering the oceans; in coastal plastic waste – generated within kilometres of the coastline – amounted to million tonnes. Only plastic waste which is improperly managed is at significant risk of leakage to the environment; in this amounted to million tonnes. million tonnes of this – % of global annual plastics waste – entered the ocean (through multiple outlets, including rivers). Plastics in the oceans’ surface waters is several orders of magnitude lower than annual ocean plastic inputs. This discrepancy is known as the ‘missing plastic problem’. The amount of plastic in surface waters is not very well known: estimates range from s to s tonnes.
Indeks dolny Źródło: Plastic Pollution, ourworldindata.org, CC‑BY‑SA, 09.2018 [dostęp: 17.09.2021]. Indeks dolny koniecŹródło: Plastic Pollution, ourworldindata.org, CC‑BY‑SA, 09.2018 [dostęp: 17.09.2021].
Bibliografia
Pielichowski J., Puszyński A., Chemia polimerów, Kraków 2004.
Munipical waste statistic 2021, online: https://ec.europa.eu/eurostat/statistics-explained/index.php?title=Municipal_waste_statistics#Municipal_waste_generation, dostęp: 13.09.2021.
Ochrona śroswiska 2021, Główny Urząd Statystyczny, online: https://stat.gov.pl/obszary-tematyczne/srodowisko-energia/srodowisko/ochrona-srodowiska-2020,1,21.html, dostęp: 13.09.2021.
Packaging waste statistic 2021, online: https://ec.europa.eu/eurostat/statistics-explained/index.php?title=Packaging_waste_statistics#Waste_generation_by_packaging_material, dostęp: 13.09.2021.