Екологічна та енергетична потреба у зміні орієнтації розвитку цивілізації

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

ХЕРСОНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ФАКУЛЬТЕТ ПРИРОДОЗНАВСТВА, ЗДОРОВ’Я ЛЮДИНИ І ТУРИЗМУ

Євтюхова анастасія Леонідівна

Вивчення можливостей утилізації відходів полімерних матеріалів

6.040101. Хімія*

Випускна робота освітньо-кваліфікаційного рівня “бакалавр”

Херсон – 2012

ЗМІСТ

ВСТУП. ЕКОЛОГІЧНА ТА ЕНЕРГЕТИЧНА ПОТРЕБА У ЗМІНІ ОРІЄНТАЦІЇ РОЗВИТКУ ЦИВІЛІЗАЦІЇ …..…….…..….…5

РОЗДІЛ 1. Хімія полімерів як частина розвитку хімічної промисловості. ……………………..……………….……….……….……9

1.1. Зародження хімії полімерів………….……….…9

1.2. Історія вивчення природних високомолекулярних сполук………....……12

1.3. Розвиток хімії полімерів у 20 – 70 тих рр….13

1.4. Використання полімерів у сучасній промисловості ………………..…………...…..17

1.5. Використання полімерів у побуті……………...19

РОЗДІЛ 2. Зворотній бік розвитку хімії полімерів ……….…21

2.1. Накопичення пластикових викидів у країнах Європи та США………………..…………….21

2.2. Стан переробки пластика в Україні….……33 РОЗДІЛ 3. Використання вторинно перероблених пластмас ………………………………………………………………………....…36

3.1.Матеріали з вторинно перероблених пластмас.36

3.2. Вибір галузей застосування перероблених пластмас………………………..………………38

3.3. Одержання енергії через пластмасові відходи…………............................................…40

3.3.1. Методи отримання енергії з пластмасових відходів………………..………………….…..41

3.3.2. Спільне спалювання…………….……….….42

3.3.3. Співставлення моно- та змішаного спалювання……………………………....….46

3.3.4. Спалювання з викопним паливом……39

3.3.4.1. Отримання палива з міських відходів……39

3.3.4.2 Отримання палива з пакувальних матеріалів………………………………….39

ВИСНОВКИ ………………………………………………………...51

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ …………………...…53

ПЕРЕЛІК УМОВНИХ СКОРОЧЕНЬ

БМЗ – біомеханічний завод

КЕТ – кількісний еквівалент токсичності

МТВ – міські тверді відходи

ПВХ – Полівінілхлорид

ПЕВН -Поліетилен високого тиску, низької густини

ПЕН - Поліетилен низького тиску, високої густини

ПЕТ - Поліетилентерафталат

ПП – Поліпропілен

ПС – Полістирол

ПХДД – поліхлоровані дибензодиоксини

ПХДФ – полі хлоровані дибензофурани

СЗОВ – сумарний залишок органічного вуглецю

СПК – сортувально-полігонний комплекс

ТОВ – товариство з обмеженою відповідальністю

ТПВ – тверді побутові відходи

ТПМ – тверді пакувальні матеріали

ВСТУП

ЕКОЛОГІЧНА ТА ЕНЕРГЕТИЧНА ПОТРЕБА У ЗМІНІ ОРІЄНТАЦІЇ РОЗВИТКУ ЦИВІЛІЗАЦІЇ

Якщо в декількох словах зазначити основну загрозу цивілізації, то це всесвітня екологічна катастрофа. Вчені визнають, що потреби людства виходять за межі екологічних можливостей планети. Тому стає зрозуміло, що подальший розвиток суспільства не можна розглядати лише з погляду економічного та соціального, і треба визнати, що визначальним параметром є навколишнє середовище з його ресурсами життєзабезпечення.

Вчені припускають, що печерна людина використовувала близько 1% тієї кількості енергії, яку, в середньому, використовує сучасний мешканець Землі. Друга вражаюча цифра – у 60-ті роки XX ст., коли використовувались такі ж джерела енергії і суспільство було майже таким, як тепер, людство споживало лише половину енергії, яку використовує сьогодні. Вчені розрахували, що за наявністю сучасних термодинамічних циклів кожен використаний джоуль енергії супроводжується викидом у довкілля приблизно 3-4 Дж теплової енергії. Г.Хефлінг пише, що сукупна потужність усіх енергетичних систем на поверхні Землі не повинна перевищувати 5% потужності сонячної енергії, що потрапляє на її поверхню. Приблизно це буде становити близько 20 кВт на одну людину. Як відомо, вже зараз витрачається у розвинених країнах 10-15 кВт. Щоб упередити перетворення кризових явищ у екологічну катастрофу треба переглянути ставлення суспільства щодо споживання енергії та енергозбереження.

Особливо складна задача стоїть перед українським суспільством, адже енергоємність української промисловості значно перевищує цей показник у розвинених країнах.

Одночасно як економічною, так і екологічною проблемою є перетворення мільйонотонних викидів, що забруднюють довкілля на вторинну сировину для одержання пального.

Актуальність теми дослідження «Вивчення можливостей утилізації полімерів» зумовлена тим, що найважливішою проблемою викидів є пластмаси. Їх кількість у викидах зросла настільки, що у західних країнах закликають до повернення багаторазових скляних пляшок і відмови від пакувальної пластикової плівки.

У то же час пластмаси - речовини, які можна перетворити на паливо. Вирішення цих питань потребує уваги вчених, а також інвестицій з боку держави. Не можна також обійтись без участі населення, тому що утилізація сміття може бути ефективною лише за умови його сортування. При цьому можна забезпечити повернення приблизно 80% речовин у вигляді вторинної сировини. В Європі вже давно домогосподарки збирають окремо папір, банки, скло, пластикові вироби. Їх до цього матеріально заохочують: чим ретельніше вони сортують сміття, тим менше платять за комунальні послуги. Закордонний досвід показав, що без участі населення в процесі сортування відходів це питання не можна вирішити. За останні 20-30 років у вирішенні екологічних проблем у таких країнах як Японія, США, Канада, Великобританія відбулось багато змін у напрямку очищення довкілля. Значно зменшилась концентрація автомобільних викидів – з вулиць Токіо прибрали автомати, що продавали чисте повітря, а також регулювальників у протигазах. Головну водну артерію Німеччини, р. Рейн, більше не називають стічною канавою Європи, у ній з’явилась форель як ознака чистої води.

Для цих досягнень були виконані великомасштабні екологічні програми, видані закони, введені суворі екологічні стандарти, обов’язкова екологічна експертиза всіх проектів. При цьому значно збільшена кількість персоналу у сфері охорони навколишнього середовища.

Другою особливістю в розвинених країнах є створена система екологічного менеджменту, яка має як економічні важелі (податки, платежі, штрафи), так і методи регулювання (закони, стандарти, ліцензування, планування), комунікативні методи (екологічне виховання, взаємодія з населенням через громадські організації, інформування населення). Створення цієї системи потребувало великих коштів, але тепер вона успішно працює. Не можна ідеалізувати ставлення розвинених країн до довкілля. На власних територіях вони досягли успіхів, але не можна не помічати, що найбільш брудні підприємства вони намагаються розмістити на територіях інших країн.

Наведене вище є першою складовою частиною питання щодо відтворення екологічної рівноваги та енергозбереження, до вирішення якої треба приступати негайно.

Мета: Визначення позитивного та негативного впливу полімерів на розвиток цивілізації.

Завдання:

1. Дослідити джерела літератури з історії хімії полімерів

2. Вивчити застосування полімерів у промисловості та побуті.

3. Шляхи утилізації відходів полімерних сполук.

4. Використання відходів полімерів для одержання енергії.

Об'єкт дослідження: дослідити шляхи переробки відходів з метою отримання енергії.

Предмет дослідження: дослідити шляхи утилізації полімернихматеріалів.

Робота складається з трьох розділів. Перший розділ – огляд літератури щодо зародження і розвитку хімії полімерів, історії вивчення природних високомолекулярних сполук, використанні полімерів у сучасній промисловості й побуті. У другому розділі досліджується зворотній бік розвитку хімії полімерів – це накопичення відходів та боротьба з ними у Західних країнах та в Україні. Третій розділ – дослідження шляхів утилізації відходів та можливість перетворення їх в енергію.

Методи дослідження: теоретичні (вивчення та аналіз літератури з проблеми дослідження, теоретичний аналіз, абстрагування і конкретизація, аналогія).