Сравнение стакана из вспененного полистирола с бумажным стаканом по влиянию на окружающую среду

В статье представлено сравнение процесса производства одноразовой посуды из вспененного полистирола и бумажной посуды. Проведен анализ использования сырья и энергоносителей, оценена вредность производства данных видов упаковки.


 

Любая деятельность человека тем или иным образом влияет на окружающую среду. Вопрос лишь в том, какова степень воздействия этой деятельности.

В настоящее время одноразовая посуда прочно вошла в нашу жизнь. Существуют различные виды одноразовой посуды, начиная с пластиковой одноразовой посуды и заканчивая бумажной.

В последнее время возникает все больше споров о том, какой вид одноразовой посуды более экологичен при производстве, употреблении и вторичном использовании: бумажная посуда или одноразовая посуда из вспененного полистирола.

Мы сравнили расход сырья, энергоресурсов, вредные выбросы при производстве, возможность вторичной переработки и выбросы при утилизации для бумажного стакана и одноразового стакана из вспененного полистирола EPS.

Мы обнаружили, что более экологичен стакан из вспененного полистирола. Результаты представлены в таблице.

Таблица. Сырье, использование энергии при производстве и возможность вторичной переработки.

НаименованиеБумажный стаканСтакан из вспененного полистирола (EPS)
на стакан
Сырье:
  
дерево и древесная кора33 (от 28 до 37)0
нефть (г)4,1 (от 2,8 до 5,5)3,2
другие химические вещества1,80,05
итоговый вес10,12
оптовая цена при равных свойствахв 2,5 р. больше-
на метрическую тонну материала
Энергоисточники:
  
пар (кг)9000-12000~5000
электроэнергия (кВт)980120-180
охлаждающая жидкость (м3)50154
Расход воды:
  
объем (м3)50-1900,5-2
твердые вещества (кг)35-60очень малое количество
BOD (кг)30-500,07
органохлорины (кг)от 5 до 70
металлические соли (кг)от 1 до 2020
Выбросы в воздух:
  
хлорин (кг)0,50
диоксид хлора (кг)0,20
восстановленные сульфиды (кг)20
твердые частицы (кг)от 5 до 150,1
хлорфторуглероды (CFCs)00
пентан (кг)0от 35 до 50
диоксид серы (кг)~10~10
Возможность вторичной переработки
до первоначального использованияВозможна, но излишне затратнаОчень проста
после использованияПлохая.
Основные причины в трудности
разделения бумаги, клея и
покрытия стакана полиэтиленом
Отличная.
Полимер многократно
используется в других областях
Конечное использование
сжиганиечистоечистое
выделение тепла (МДж/кг)2040
масса для закапывания отходов (г)10,12
разложениеда.
BOD (показатель загрязнения воды)
для выщелачивания; выбросы метана
нет, преимущественно инертен

Сравнение стакана из вспененного полистирола с бумажным стаканом

 

  • Главным сырьем для производства бумажных стаканов является дерево, возобновляемый ресурс. Тем не менее, вырубка леса для производства пульпы (целлюлозной массы) имеет весьма негативное воздействие на ландшафт и окружающую среду.
  • EPS стаканы полностью сделаны из углеводородов (нефть и газ).
  • Тем не мене, производство бумажных стаканов требует большего количества углеводородов, чем производство стаканов из вспененного полистирола, так как значительное количество углеводородов в различных формах используется в процессе производства целлюлозной массы (вырубка леса и сам процесс производства).
  • Бумажные стаканы изготавливаются из пульпы, 50% веса которой образуется из отходов дерева. Опилки и часть имеющейся массы дерева сжигаются, чтобы обеспечить процесс производства бумажных стаканов.
  • Неорганические химические вещества также необходимы для производства бумажных стаканов. В процессе производства бумажных стаканов используется большее количество хлорина, гидроксида натрия, хлората натрия, серной кислоты, диоксида серы и гидроксида кальция. Это количество составляет от 160 до 200 кг. на метрическую тонну пульпы.
  • Преимущество производства стаканов из вспененного полистирола по сравнению с производством бумажных стаканов состоит в том, что используется только 1/6 часть материалов, необходимых для производства бумажных стаканов. Потребность в химических веществах также значительно меньше (3% от потребности в химических веществах для производства бумажных стаканов).
  • Кроме того, существует множество возможностей вторичного использования вспененного полистирола: упаковочные материалы, изоляционный материал, мебель и т.д.
  • Так как при производстве бумажных стаканов используется клеящая добавка, которая плавится только при высоких температурах и не растворима в воде, то их вторичная переработка затруднительна. Покрытие бумажных стаканов пластиковой пленкой, улучшающей потребительские свойства, также затрудняет вторичную переработку.
  • Полистирол относительно инертен по отношению к процессу разложения. Тем не менее, очевидно, что закапывание отходов бумажных стаканов не приведет к их разложению, особенно в сухих районах. Если их разложение произойдет, то будут выделяться метан и диоксид углерода (оба приводят к «парниковому эффекту») в пропорции ≈ 2:1, что значительно хуже, чем сжигание.
  • Водорастворимые компоненты целлюлозы в процессе разложения приводят к биохимической потребности в кислороде (BOD – показатель загрязнения воды).

Расход сырья

  1. На стакан из вспененного полистирола расходуется около 1/6 количества всего сырья в сравнении с бумажным стаканом.
  2. Только 5% EPS стакана – полистирол, остальное – воздух.
  3. Для производства EPS стакана требуется в 170 раз меньше технологической воды в сравнении с бумажным стаканом. На бумажные стаканы тех же размеров требуется на 30% больше охлаждающей жидкости.
  4. Пентановый газ не влияет на верхний озоновый слой. Предприятия по производству EPS стаканов используют системы возмещения газа для того, чтобы поглотить пентановые выбросы, избегая образование низкоуровневого смога.
  5. В сравнении с использованием бумажного стакана, использование EPS стакана приводит к:
  • 46% меньше выбросов в атмосферу,
  • 42% меньше водорастворимых отходов.

Основные выводы

  • Использование EPS не влияет на озоновый слой.
  • Использование EPS приводит к образованию только 0,2% искусственных летучих органических соединений.
  • Использование EPS в качестве эффективного термоизоляционного материала и легковесной упаковки снижает выбросы, ведущие к «глобальному потеплению», «парниковому эффекту» и кислотным дождям.
  • Производство, использование и утилизация EPS не приводит к риску для здоровья и большему негативному влиянию на окружающую среду, чем производство, использование и утилизация бумажного стакана.
  • Существует несколько вариантов управления отходами одноразовой посуды из вспененного полистирола, включая преобразование, утилизацию, повторную переработка, переработку в исходное сырье, извлечение энергии и закапывание отходов.

Чтобы получить истинную картину влияния любого сырья на окружающую среду, необходимо подсчитать все направления влияния из «полного цикла», все, начиная от количества затрачиваемой энергии для производства сырья и производство самого продукта и заканчивая возможностью переработки и влиянием отходов на окружающую среду.

С этой точки зрения одноразовая посуда из вспененного полистирола в сравнении с другими видами одноразовой посуды является наиболее эффективной с точки зрения использования ресурсов и влияния на окружающую среду.

По данным THE PLASTIC FOODSERVICE PACKAGING GROUP