R147ziqtbxsRz

Environmental issues being a consequence of packaging use

Plastic bottles
Source: domena publiczna.

Link to the lesson

Before you start you should know
  • what plastics are;

  • what polymerisation and polycondensation are;

  • what materials are used to produce packaging; which of them are biodegradable and which are particularly burdensome for the environment.

You will learn
  • to classify plastics depending on their properties (thermoplastics and hardening plastics) and to classify given packaging;

  • to point out hazards related to gases generated as a result of PVC incineration and to discuss them;

  • to justify the need to manage waste from various packaging;

  • to write down chemical equations the result of which are plastics such as PP, PVC, PS, PMMA;

  • to discuss different waste management methods.

RJTv7XLTKarem
Nagranie audio przedstawiające problemy ekologiczne poruszone w lekcji takie jak marnotrastwo zasobów.

Waste types

WastewasteWaste is an inseparable part of human life and economic activity. Their quantity and variety are constantly increasing along with development of our civilisation. It is estimated that about 145 million tonnes of waste are generated annually in Poland. Municipal wastemunicipal wasteMunicipal waste accounts for 12 millions. It could be used to construct a pyramid with a base side of 1000 m and height of 190 m (for comparison, the largest Egyptian pyramid – the Pyramid of Cheops, with a base side of 230 m – is 140 m tall). A statistical inhabitant of our country throws about 300 kg of municipal waste into the container during the year. Packaging and clothing constitute a significant part of this waste.

The most important criteria for the division of waste

R1L5hEP795FRJ
Source - municipal - industrial - agricultural, Chemical composition - organic - mineral, State of matter - solid - liquid, Origin of the raw material - natural - artificial - synthetic, Health impact - toxic - non-toxic, Envoirmental impact - biodegradable - non-biodegradable, Possibility to use - recyclable material - non-recyclable material, Scope - local - regional - global

Plastics

Plastics are one of the most versatile and multifunctional materials used in global economy. They constitute about 15% of weight and 70% of volume of all waste generated. They have become the basis of modern life, and they are mostly used to produce packaging.

RW3n6RAluvdRh
Distribution of European (EU28+NO/CH) plastics converter demand by segment in 2016
Source: PlasticsEurope Market Research Group (PEMRG) and Conversio Market & Strategy GmbH, licencja: CC BY-NC 4.0, [online], dostępny w internecie: https://www.plasticseurope.org/application/files/5715/1717/4180/Plastics_the_facts_2017_FINAL_for_website_one_page.pdf.
RhQwo72JhGkHV
European plastics converter demand by polymer types in 2016
Source: PlasticsEurope Market Research Group (PEMRG) and Conversio Market & Strategy GmbH, licencja: CC BY-NC 4.0, [online], dostępny w internecie: https://www.plasticseurope.org/application/files/5715/1717/4180/Plastics_the_facts_2017_FINAL_for_website_one_page.pdf.

The following materials are used to produce packaging: polyethylene, polyethylene terephthalate, polypropylene, polystyrene, polyvinyl chloride, polymethyl methacrylate. Polypropylene exhibits similar properties as polyethylene and is likewise obtained as a result of polymerisation:

R10iXnrfNsJMH1
Ilustracja interaktywna przedstawia równanie, którego wynikiem jest polipropylen. Polipropylen – organiczny związek chemiczny, polimer z grupy poliolefin, zbudowany z merów o wzorze −[CHaCHatrzy-C Ha dwa]−. Otrzymuje się go w wyniku niskociśnieniowej polimeryzacji propenu. Na ilustracji umieszczone są cyfry do których przypisane są: Jeden propylene, dwa temperature, pressure, catalyst, trzy polipropylen (pp).
Equation the result of which is polyropylene
R1Fsfew5UFRdP
A diagram showing the properties and applications of PP in packaging branch
Source: FKuR Willich, Frze, Tomorrow Sp. z o.o., Nino Barbieri, F. Kesselring, licencja: CC BY-SA 3.0.

Polystyrene is another type of polymer:

RNjCKxT2yNXwB1
Ilustracja interaktywna przedstawiająca równanie, którego wynikiem jest polistyren. PS (-[CH2CH(C6H5)]n-) − poliolefina[1] otrzymywana w procesie polimeryzacji styrenu, pochodzącego zwykle z procesu katalitycznego odwodornienia etylobenzenu, procesu Halcon-Oxirane lub rafinacji ropy naftowej. Ilustarcja zawiera także cyfry do których przypisane są: jeden styrene, dwa temperature, pressure, catalyst, trzy polystyrene (PS)
Equation the result of which is polystyrene

In everyday life we often encounter foamed polystyrene, the so‑called styrofoam.

RIqMQvd0cMVI5
Polystyrene – properties and packaging examples
Source: Hispalois, Luiscarlosrubino, Phyrexian, TotoBaggins, licencja: CC BY-SA 3.0.
Task 1

Formulate a research question and hypothesis before carrying out the experiment. Write down your observations and conclusions.

R1Yq4RZrDI1oj
Wykonaj ćwiczenie zgodnie z poleceniem.
RFdjGGj2JJEYs
Nagranie filmowe przedstawiające eksperyment pokazujący własciwości styropianu. Pierwsze doświadczenie ukazuje palnośc styropianu do którego są wykorzystane takie narzędzia jak burner, metal tongs, styrofoam.Styropian spala się całkowicie przy czym uwalnia słodki zapach, nastepne doswiadczenie polega na sprawdzeniu w jakim rozpuszczalniku styropian zmieni swoja postać: acetate rozpuszcza, acetone rozpuszcza, carbon tetrachloromethane rozpuszcza, sulfuric(VI) nie rozpuszcza.
Experiment 1
Research problem

How can you reduce the amount of styrofoam waste?

Hypothesis

Styrofoam can be burned or dissolved in some solvents.

You will need
  • styrofoam sample,

  • tripod,

  • burner,

  • metal pliers,

  • test tube with ethyl acetate,

  • test tube with acetone,

  • test tube with tetrachloromethane,

  • test tube with concentrated H2SO4,

  • test tube with concentrated ΝaOH.

Instruction
  1. Place a sample of styrofoam into the flame of the burner, holding it in metal pliers.

  2. Observe if styrofoam ignites immediately or starts to melt. Pay your attention to colour of the flame, odour generated during the process. Look if the flame is smoky and still there when you remove the sample from the flame.

  3. Then put styrofoam samples into the test tubes with: ethyl acetate (nail polish remover), acetone (solvent used by beauticians), tetrachloromethane (extinguisher in carbon‑tetrachloride extinguishers), concentrated sulphuric acid and concentrated sodium base solution.

  4. Observe what is happening.

Summary
RWyhI2zzvCfsX
Zapisz obserwacje i wnioski.

Polyvinyl chloride is a material systematically withdrawn from the production of food packaging for ecological reasons, but it is still very popular in other branches. It is formed as a result of the polymerisation of chloroethene (vinyl chloride) which is a carcinogenic compound:

Rh6N4OJxKGNCK1
Ilustracja interaktywna pokazuje równanie, którego wynikiem jest polichlorek winylu.Jest to polimer syntetyczny z grupy polimerów winylowych, otrzymywany w wyniku polimeryzacji chlorku winylu. Stosowany do wytwarzania tworzyw sztucznych. Ma właściwości termoplastyczne, charakteryzuje się dużą wytrzymałością mechaniczną, jest odporny na działanie wielu rozpuszczalników. Ilustracja zawiera także liczby do których są przypidane: 1 vinyl chloride, 2 temperature, pressure, catalyst, 3 polyvinyl chloride (PVC).
Equation the result of which is polyvinyl chloride
R1GtCP31TxsxG
Polyvinyl chloride – properties and packaging examples
Source: Tomia, Paul Goyette, Krzysztof Jaworski, Alina Zienowicz, licencja: CC BY-SA 3.0.

Polymethyl methacrylate, often called acrylic glass or Plexiglas, is less frequently used to manufacture packaging:

RVEGlFCcr0ytj1
Ilustracja przedstawia równanie, którego wynikiem jest polimetakrylan metylu. Reakcja przebiega w następujący sposób metakrylan metylu pod wpływem temperatury i ciśnienia w reakcji katalizy przekształca się w poli (metakryl metylu) (PMMA)
Equation the result of which is polymethyl methacrylate

The first plastics – parkesine – was obtained in 1862. Although a lot of time had passed since that time, at every step we realize that we cannot live without plastics.

RSmVpmsApSygR
Polymethyl methacrylate – properties and packaging examples
Source: shopman, Bert Hickman, Krzysztof Jaworski, Espen Klem, licencja: CC BY-SA 3.0.
R1WzpQ6NjnN44
Exercise 1
Mark true statements. Możliwe odpowiedzi: 1. Polymethyl methacrylate is a product of polycondensation., 2. Polymerisation takes place at high temperature and pressure and in presence of a catalyst., 3. Polyvinyl chloride is a product of chloroethene polymerisation., 4. Hardening plastics are rigid materials that do not change their shape when they are warmed up., 5. Thermoplasticity does not allow for multiple processing and use of thermoplastics.

Summary

  • Waste is produced from used and unnecessary materials and items as a result of human existence and economic activity. Municipal waste is the one generated at households.

  • Packaging accounts for the largest percentage of municipal waste.

  • Plastic waste constitutes the largest type of waste in terms of its volume.

R9QiVOrYGCet91
Grafika przedstawiająca tablicę szkolną, na której znajdują się zdania do dokończenia. Finish selected sentences. 1 It was easy for me (uzupełnij). 2 It was difficult for me (uzupełnij). 3 Today I learned (uzupełnij). 4 I understood that (uzupełnij). 5 It surprised me (uzupełnij).
Source: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Keywords

waste, municipal waste

Glossary

waste
waste
RFVsf4rsQuJ7n
Nagranie dźwiękowe słówka: waste

odpady – niepotrzebne lub zużyte przedmioty i materiały, wytworzone w wyniku działalności przemysłowej, gospodarczej i bytowania człowieka, nieprzydatne w miejscu i w czasie, w którym powstały

municipal waste
municipal waste
RXqbVuseBbOcZ
Nagranie dźwiękowe słówka: municipal waste

odpady komunalne – odpady wytwarzane w gospodarstwach domowych