[Forside] [Indhold] [Forrige] [Næste]
Substitution af PVC i plastkort 5. Miljømæssig screening af alternative materialer5.1 PVC 5.1 PVCI Miljøprojekt "Environmental aspects of PVC" (Møller et al., 1995) er der foretaget en livscyklusvurdering af polyvinylchlorid (PVC), for miljø- og sundhedseffekter af de mest anvendte additiver til PVC. Rapportens væsentligste resultater er gengivet i bilaget sidst i nærværende rapport. Dette tjener som udgangspunkt for materialevurderinger, som er beskrevet nedenfor. Vurderingsmatrice PVC-materialer kan bestå af ren PVC, stabilisator, blødgørere og andre additiver. En miljømæssig vurdering af PVC-materiale vil derfor afhænge af hvilken stabilisator, der er valgt, om der er tale om hård eller blød PVC, og om der er tilsat additiver. ID-kort, kreditkort etc. fremstilles af hård PVC. Den nævnte vurdering af blødgørere er således ikke aktuel her. Ved fremstilling af folier benyttes sædvanligvis tin-stabilisatorer, hvilket forudsættes anvendt til kreditkort. I tabel 5.1 er fremstillet en vurdering af de forskellige faser af PVCs "livscyclus" på baggrund af en livscyclusanalyse (LCA) omfattende energiforbrug, sundhed og miljø. Vurderingerne er baseret på potentiel belastningsgrad, idet belastningerne afhænger af emissioner, eksponeringer, osv., der kan variere for de enkelte producenter, anvendelser og håndteringen. Tabel 5.1
- - - : Potentielt meget belastende Noter: 5.2 PETDer er foretaget en livscyclusanalyse til kortlægning af miljøeffekter ved produktion, brug og bortskaffelse af PET. Denne gennemgang findes i bilaget. De væsentligste forhold er beskrevet nedenfor, hvor der ligeledes er foretaget en materialevurdering af PET i forhold til PVC. Ved råvarefremstilling, produktion, brug og bortskaffelse af PET er de væsentligste stoffer ethylenglycol, dimethylterephthalat, methanol, terephthalsyre, p-xylen og bishydroxyethylterephthalat. Råvarefasen
Den øvre værdi (øvre brændværdi) for energien bundet i materialet er ca. 45 MJ/kg for A-PET og C-PET. Ethylenglycol er kun lidt toksisk overfor vandorganismer og vil blive nedbrudt relativt hurtigt i forbindelse med spildevandsbehandling og ved emissionen til luften. Stoffets miljøfarlighed må anses for lille. Stoffets sundhedsvirkning overfor mennesker er en lav akut giftighed, men metabolitter (nedbrydningsprodukter i organismen) af stoffet har giftige effekter på især nyrerne. I undersøgelser for kronisk giftighed har stoffet ikke udvist langtidsvirkninger. Farligheden af dimethylterephthalat i vandmiljøet anses ikke for at være markant på grund af nedbrydeligheden, idet det forudsættes, at produktionsspildevand renses biologisk før udledning. Luftformig emission er sandsynlig, men atmosfærisk deposition af stoffet vurderes ikke at medføre vedvarende effekter på miljøet. Overfor mennesker har dimethylterephthalat en lav giftighed. Terephthalsyre er let bionedbrydelig og har lav toksicitet overfor vandorganismer. Stoffet vurderes at have en ringe miljøfarlighed ved udledning med spildevand, der passerer et biologisk renseanlæg. Sundhedsvurderingen af terephthalsyre er lav akut giftighed, men stoffet kan virke irriterende ved eksponering via luften. Efter emission til miljøet vil p-xylen primært forekomme i atmosfæren, som her nedbrydes fotokemisk. Stoffet bidrager dermed til fotokemisk luftforurening. På grund af stoffets biologiske nedbrydelighed vil forekomst i spildevand og eventuel tilførsel til jordmiljøet have begrænset miljømæssig effekt. Samlet vurderes stoffets potentiale for at udgøre et miljøproblem som lille i denne sammenhæng. Med hensyn til sundhed udviser xylener en forholdsvis lav akut giftighed, men gentagen eksponering giver anledning til irritation. Kronisk eksponering via indånding medfører i lave koncentrationer risiko for skader på indre organer og centralnervesystemet samt ændringer af blodet. Ved emission til luften nedbrydes methanol fotokemisk og bidrager til fotokemisk luftforurening. Stoffet vil endvidere nedbrydes hurtigt i vandmiljøet, og toksiciteten her er desuden ringe. Methanol bedømmes samlet til at have en lille miljømæssig farlighed ved emission til omgivelserne. Methanol har ved indtagelse alvorlige toksiske virkninger ved både akut og kronisk eksponering. Stoffet giver varige skader på en række organer, herunder synsnerven, hjernen, nyrerne og leveren ved indtagelse af små mængder og kan medføre døden ved indtagelse af få deciliter. Der er ikke fundet oplysninger om bishydroxyethylterephthalat (BHET), og stoffet er vurderet ud fra sin beslægtethed med dimethylterephthalat. Stoffet har en mulig høj giftighed over for vandorganismer og nedbrydes antageligt langsommere end dimethylterephthalat. Samlet skønnes stoffet at have en større potentiel miljøfarlighed end dimethylterephthalat. Der foreligger ikke tilgængelig information om stoffets humantoksiske egenskaber. Emission af katalysatorer til vand eventuelt via fast affald er ikke vurderet nærmere. Forarbejdningsfasen Engergiforbrug til forarbejdning af PET er mellem 3 og 15 MJ/kg afhængig af processen. Acetaldehyd forventes væsentligt at ville befinde sig i atmosfæren efter emission. Stoffet kan således bidrage til fotokemisk luftforurening. På baggrund af acetaldehyds hurtige nedbrydning i atmosfæren og vand- og jordmiljøet vurderes miljøfarligheden dog som ringe i den aktuelle sammenhæng. Acetaldehyd har en lav akut giftighed overfor mennesker, men ved længere tids eksponering kan stoffet fremkalde dermatitis (hudbetændelse) og lungeødem ("vand i lungerne"). Acetaldehyd er under mistanke for at være kræftfremkaldende. Brugsfasen Bortskaffelsesfasen
Ved forbrænding under optimale forbrændingsbetingelser vil PET nedbrydes til CO2 og vand. Eventuelle metaller fra farvestoffer, stabilisatorer m.v. vil forekomme i røggas, filterstøv og slagge. Kuldioxid bidrager til drivhuseffekten. Forbrændingen udgør ingen arbejdsmiljømæssig risiko. Den bundne energi i plastmaterialet kan genvindes. Den nedre brændværdi og dermed den udnyttelige energimængde er 31,4 MJ/kg. Ved en virkningsgrad på 80-85% giver det et energiudbytte på 25-27 MJ/kg. PET antages at nedbrydes langsomt ved deponering. I forbindelse hermed vil farvestoffer og tilsætningsstoffer med tiden blive frigivet. De stoffer, der er beskrevet ovenfor, vurderes at have en lille miljømæssig farlighed. Der forekommer ingen direkte eksponering af mennesker i forbindelse med deponering. I forbindelse med genanvendelse af PET vil acetaldehyd og ethylenglycol kunne udvikles. Under forudsætning af at processen foregår i lukket system, vil disse emissioner ikke påvirke arbejdsmiljøet. Miljøbelastningen ved genanvendelse bedømmes at være lille. Samlet vurdering
Energiforbruget ved fremstilling af råvaren er 82-84 MJ/kg, ved forarbejdning 3-15 MJ/kg, og ved forbrænding kan genvindes de 25-27 MJ/kg. Den primære ressource for materialet er råolie og naturgas. Materialet repræsenterer et forbrug af en ikke-fornyelig ressource, med en forholdsvis kort tidshorisont, før den forventes opbrugt. Tabel 5.2
- - - : Potentielt meget belastende Noter: Tabel 5.3
+ + + : Meget bedre end PVC Noter: 5.3 ABSDer er foretaget en livscyclusanalyse til kortlægning af miljøeffekter ved produktion, brug og bortskaffelse af ABS. Denne gennemgang findes i bilaget. De væsentligste forhold er beskrevet nedenfor, hvor der ligeledes er foretaget en materialevurdering af ABS i forhold til PVC. ABS-polymerer er baseret på en blanding af tre monomere: acrylonitril (A), butadien (B) og styren (S). Mængden af butadien-gummi varierer mellem 5 og 30 vægtprocent, resten udgøres af SAN med et acrylonitril-indhold på 20-35 vægtprocent. Ved råvarefremstilling (fra polymeriseringen), produktion, brug og bortskaffelse af ABS er 1,3-butadien, styren og acrylonitril de væsentligste stoffer. Råvarefasen Der er ikke rapporteret specifikke analyser af det samlede energiforbrug ved fremstillingen af ABS. Ud fra en paralleldragning til andre polymerer skønnes, at til fremstilling af en gennemsnitlig ABS (med 23% A, 17% B og 60% S) kræves omkring 105 MJ/kg. 50 MJ/kg er bundet i materialet (øvre brændværdi). Efter frigivelse til miljøet vil 1,3-butadien fordampe relativt hurtigt. På grund af den hurtige nedbrydning i atmosfæren vil 1,3-butadien have en begrænset effekt på miljøet. Data af ældre dato antyder dog, at stoffet kan have en effekt på terrestriske planter ved meget lave koncentrationer. Disse undersøgelser er dog ikke bekræftet af nyere undersøgelser. Nedbrydningen i atmosfæren bidrager til fotokemisk luftforurening. Butadien har en lav akut giftighed, men ved længere tids eksponering medfører stoffet risiko for skader på indre organer og øger risikoen for kræft betydeligt. På grund af styrens hurtige nedbrydning i vand- og luft-miljøet er dets miljøfarlighed begrænset, idet det forudsættes, at spildevandet behandles biologisk, og stoffet derfor enten nedbrydes eller strippes til luften. Ved emission til luft bidrager styren til fotokemisk luftforurening. Styren har en lav akut giftighed. Ved gentagen eller længere tids eksponering giver styren symptomer i form af kvalme, opkastninger og generel svækkelse, og i mere alvorlige tilfælde optræder skader på nervesystemet. Udsættes gravide kvinder for dampe af styren, er der tillige risiko for nerveskader på fosteret. Den primære emission af acrylonitril i forbindelse med produktion af ABS er til luft. Acrylonitrils skæbne i miljøet vurderes overvejende at være fotokemisk nedbrydning i atmosfæren. På grund af stoffets tendens til at fordampe vurderes eksponeringen af akvatiske organismer at være begrænset. Det er ikke mulig at vurdere eventuelle effekter på terrestriske organismer, der eksponeres via luft. Ved emission til luft bidrager acrylonitril til fotokemisk luftforurening. Gentagen eksponering for acrylonitril i arbejdsmiljøet medfører betydelig risiko for nerveskader og forøget risiko for kræft. Desuden fremkalder stoffet gener i form af bl.a. hovedpine, kvalme og slimhindeirritation. Stoffet har en lav akut toksicitet. Forarbejdningsfasen Energiforbruget til forarbejdning af ABS antages at ligge mellem 3 og 15 MJ/kg. I forbindelse med forarbejdning må der forventes emission af additiver og restmonomerer, primært butadien, acrylonitril og styren, som er vurderet ovenfor. Brugsfasen Det vurderes, at frigivelse af stoffer i forbindelse med forbrug er meget begrænset. Polymerer er, for så vidt angår den akutte giftighed, generelt relativt inerte materialer og dermed uden sundhedsskadelig virkning. Det kan dog ikke udelukkes, at ABS kan give allergi som følge af indholdet af lavmolekylære komponenter og additiver. Bortskaffelse På baggrund af den skønnede mængde bunden energi i ABS giver forbrænding en genvinding af omkring 40 MJ/kg ABS, idet der antages en gennemsnitlig virkningsgrad på 80-85% ved energigenvindingen. Ved fuldstændig forbrænding vil hovedkomponenterne i ABS-polymerer omdannes til CO2, NOx og vand, mens forbrændingsprodukter af additiver i form af farvestoffer, katalysatorer, stabilisatorer mv. antageligt kan forekomme i røggas og slagge. Kuldioxid bidrager til drivhuseffekten. Nitrogenoxider bidrager til flere miljøeffekter. De indgår som en væsentlig komponent ved fotokemisk luftforurening og bidrager til eutrofiering af vandmiljø og forsuring. Forbrænding udgør under kontrollerede forhold ingen direkte sundheds- eller arbejdsmiljørisiko. Ved deponering må det antages, at ABS kun nedbrydes langsomt, og at der kan ske frigivelse af additiver og restmonomerer. Ultimativt vil metaller og organiske nedbrydningsprodukter dog kunne forventes at forekomme i perkolat. Der sker ingen direkte eksponering af mennesker i forbindelse med denne nedbrydning. Ved genanvendelse må det forventes, at der kan ske frigivelse af samme stoffer som nævnt under forarbejdning og anvendelse (additiver og monomerer). Der findes ikke tilgængelige oplysninger vedrørende arbejdsmiljøproblemer i forbindelse med genanvendelse af ABS. Det må dog forventes, at der ved mekanisk bearbejdning og ved omsmeltning af ABS frigives restmonomerer af især acrylonitril men også af butadien og styren. Risikoen ved disse monomerer i arbejdsmiljøet er beskrevet under råvarefremstilling. Samlet vurdering
Energiforbruget ved fremstilling af råvaren er omkring 105 MJ/kg, ved forarbejdning 3-15 MJ/kg (3-6 MJ/kg ved folieekstrudering), og ved forbrænding kan genvindes omkring de 31 MJ/kg. Den primære ressource for udgangsstoffer til syntesen af materialet er råolie og naturgas. Materialet repræsenterer et forbrug af en ikke-fornyelig ressource med en forholdsvis begrænset tidshorisont, før den forventes opbrugt. Tabel 5.4
- - - : Potentielt meget belastende Noter: Tabel 5.5
+ + + : Meget bedre end PVC Noter: 5.4 PCDer er foretaget en livscyclusanalyse til kortlægning af miljøeffekter ved produktion, brug og bortskaffelse af PC. Denne gennemgang findes i bilaget. De væsentligste forhold er beskrevet nedenfor, hvor der ligeledes er foretaget en materialevurdering af PC i forhold til PVC. Den polycarbonat, der kommercielt har størst betydning, er 2,2-bis (4-hydrophenyl) propanpolycarbonat, også betegnet bisphenol A polycarbonat (BPA-PC). Ved råvarefremstilling, produktion, brug og bortskaffelse af PC er de væsentligste stoffer natrium bisphenolat, phosgen, bisphenol A, phenol, acetone og methylenchlorid. Råvarefasen Energiforbruget ved fremstilling af polycarbonat antages at være omkring 107 MJ/kg. Den udnyttelige energi, der frigives ved forbrænding af PC (nedre varmeværdi) opgives til 29,4 MJ/kg. Da stoffet phosgen er meget flygtigt, reagerer med vand og ikke kan forventes at have en lang levetid i atmosfæren, knytter de potentielle miljøeffekter sig til organismer, der eksponeres i nærmiljøet omkring emissionspunktet, f.eks. fugle og planter. Stoffets sundhedsfarlighed betyder desuden, at udslip søges reduceret mest muligt på grund af risiko for skader på mennesker. Med hensyn til sundhed har phosgen en stor akut giftighed med symptomer som svimmelhed, åndenød og lungeødem med efterfølgende hjertestop. De miljømæssige konsekvenser af phenol-emission via spildevand (herunder perkolat fra kontrollerede deponier) vurderes at være begrænset, idet det forudsættes, at stoffet nedbrydes ved biologisk spildevandsrensning. Phenol har en moderat akut giftighed overfor mennesker. Stoffet virker stærkt irriterende på hud og øjne ved kortvarig eksponering, og længere tids eksponering medfører alvorlig fare for skader på bl.a. lever og nyrer. Direkte indtagelse eller direkte kontakt i længere tid (minutter til timer) kan medføre døden. Acetone vurderes ikke at udgøre nævneværdig risiko for vandmiljøet ved emission via spildevand og ved eventuel emission til luft. Stoffet er let nedbrydeligt og har en lav toksicitet over for vandlevende organismer. Ved emission til luft og nedbrydning i atmosfæren bidrager acetone til fotokemisk luftforurening. Acetone betragtes normalt som et af de mindst giftige organiske opløsningsmidler. Ved vedvarende udsættelse for acetone er der dog risiko for skader på lever og nyrer, ligesom stoffet påvirker det centrale nervesystem, hvilket manifesterer sig som svimmelhed og træthed. Bisphenol A nedbrydes kun langsomt biologisk og har en betydelig giftighed over for vandlevende organismer ned til omkring 1 mg/l. Stoffets egenskaber medfører, at emission via spildevand og eventuelt fast affald fra produktions- og bearbejdningsprocesser er sandsynlig. Stoffet har en betydelig miljøfarlighed, idet det ikke kan forventes at blive nedbrudt i biologiske renseanlæg, hvor det primært vil være knyttet til slamfasen. Bisphenol A vil desuden have en vis persistens i jordmiljøet, hvor det kan tilføres f.eks. med affald eller spildevandsslam. Bisphenol A antages at virke irriterende for hud og øjne hos pattedyr. Der er ikke fundet oplysninger om virkninger af bisphenol A på mennesker. Methylenchlorid er karakteriseret miljømæssigt set ved en relativ langsom biologisk og fotokemisk nedbrydning. Stoffet fordamper nemt fra vandoverflader, og den primære nedbrydningsvej vil antageligt være ved fotooxidation. Toksiciteten af stoffet over for vandlevende organismer er lav. Methylenchlorid er moderat akut giftigt for mennesker. Stoffet virker stærkt irriterende på hud og øjne og giver symptomer som søvnighed, eufori og påvirkning af hjerterytmen ved indånding og ved indtagelse. Stoffet skal mærkes efter EU-reglerne med R40: Mulighed for varig skade på helbred. Methylenchlorid er under mistanke for at være kræftfremkaldende. Forarbejdning Energiforbruget til forarbejdning af plaststoffer antages at være mellem 3 og 15 MJ/kg. Der er ikke fundet oplysninger om additiver i polycarbonat, men det må som minimum antages, at der under forarbejdningen kan ske emission af restmonomerer og restudgangsstoffer fra produktionsprocessen. Bisphenol A vil antagelig være blandt de mest problematiske af disse på grund af stoffets toksicitet. Brugsfasen Bisphenol A polycarbonat beskrives som et inert materiale i fysiologisk henseende. Materialet anvendes som følge af denne egenskab derfor bl.a. til medicinsk udstyr. Bortskaffelsesfasen Ved forbrænding under optimale forbrændingsbetingelser vil PC nedbrydes til CO2 og vand. Eventuelle metaller fra farvestoffer, stabilisatorer m.v. vil forekomme i røggas, filterstøv og slagge. Kuldioxid bidrager til drivhuseffekten. Forbrændingen udgør ingen sundheds- eller arbejdsmiljømæssig risiko. Den bundne energi i plastmaterialet kan genvindes. Den nedre brændværdi og dermed den udnyttelige energimængde er skønnet til 29,4 MJ/kg. Ved en virkningsgrad på 80-85% giver det et energiudbytte på ca. 24,5 MJ/kg. Ved deponering vil polycarbonat nedbrydes meget langsomt under frigivelse af eventuelle additiver og nedbrydningsprodukter. Det er sandsynligt, at ringstrukturerne i polycarbonaten vil udgøre den mest persistente del af molekylet, og at lavmolekylære nedbrydningsprodukter omfatter disse molekylstrukturer. Et muligt nedbrydningsprodukt er således udgangsstoffet bisphenol A. Der sker ingen eksponering af mennesker i forbindelse med nedbrydning på depot. Polycarbonat kan genanvendes dels kemisk dels mekanisk. I praksis er det den mekaniske genanvendelse, der er mest udbredt. Ved kemisk genanvendelse og genanvendelse via neddeling til granulat antages de samme arbejdsmiljøproblemer at gøre sig gældende, som optræder ved forarbejdning af bisphenol A polycarbonat. Der kan knytte sig sundheds- og miljømæssige problemer til kemisk genanvendelse afhængig af valget af chloreret opløsningsmiddel til opløsning af polycarbonaten. Eventuel frigivelse af stoffer i forbindelse med mekanisk genanvendelse kan ikke vurderes på det foreliggende grundlag, men kan antages at være sammenlignelig med eller større end frigivelsen i forbindelse med forarbejdning og brug. Samlet vurdering
Energiforbruget ved fremstilling af råvaren er 107 MJ/kg, ved forarbejdning 3-15 MJ/kg, og ved forbrænding kan genvindes de 25 MJ/kg. Den primære ressource for materialet er råolie og naturgas. Materialet repræsenterer et forbrug af en knap, ikke- fornyelig ressource med en forholdsvis kort tidshorisont, før den forventes opbrugt. Tabel 5.6
- - - : Potentielt meget belastende Noter: Tabel 5.7
+ + + : Meget bedre end PVC Noter: Sammenfatning Tabel 5.8
E: Energi PVC PET ABS PC Samlet vurdering |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||