پسماندها و بازیافت

اخبار مربوط به زباله و بازیافت

پسماندها و بازیافت

اخبار مربوط به زباله و بازیافت

آشتی با محیط زیست و درختان

شیمی چوب
همه ما می دانیم که کاغذ از الیاف گیاهی ساخته می شوند. بنابراین قبل از اینکه طرز ساخت کاغذ و مواد تشکیل دهنده ی کاغذ را بررسی کنیم، باید ساختمان شیمیایی چوب را بررسی کنیم. چوب به طور عمده از مواد زیر ساخته شده است:
• الیاف سلولزی
کاغذ از الیاف گیاهی ساخته می شود. الیاف گیاهی نیز از سلولهای گیاهی که عمدتا پلیمرهای کربوهیدراتی می باشند، تشکیل شده است. این پلمیرها شامل سلولز و همی سلولزمی باشند. سلولز نیز یک پلیمر است که خود نیز واحدهای کوچکتر گلوکز ساخته شده است. همی سلولز شامل پلی ساکاریدهای غیر ساختمانی با وزن مولکولی کم می باشند که نقش بسیار مهمی در خصوصیات خمیر و کاغذ دارند.
اصلی ترین قسمت ساختمانی یک درخت، الیاف سلولزی آن می باشد. طول این الیاف بستگی به نوع درخت حدود 6 تا 8 میلی متر است. این الیاف بطور موازی به کمک یک ماده شیمایی به نام لیگنین در کنار هم قرار گرفته اند.
• لیگنین
لیکنین (lignin) ، پلیمری آروماتیک به رنگ قهوه ای سیاه و با ساختاری بسیار پیچیده است. تقریبا کلیه خصویات لیگنین در کاربردهای کاغذ سازی نقش منفی دارند و کاغذهای با کیفیت خوب از الیافی ساخته می‌شود که تقریبا عاری از لیگنین هستند. لیگنین سبب شکننده شدن کاغذ می‌شود و به دلیل اکسایش نوری و تشکیل گروههای رنگی سبب افزایش زردی و تیرگی کاغذ می‌شود. کاغذ روزنامه مثال خوبی در این زمینه است و بطور کلی کلیه خمیرهای مکانیکی که در آنها مقدار زیادی لیگنین وجود دارد، چنین اثرهایی را نشان می‌دهد.

قسمتهای اصلی فرمول ساختمانی چوب ( سلولز و لیگنین)

• ترکیبات شیمیایی قابل استخراج
چوب حاوی مقدار کمی (کمتر از 5%) از ترکیباتی است که توسط حلالهای آلی قابل استخراج هستند. میزان این ترکیبات در پهن برگان و سوزنی برگان و در بین گونه‌های مختلف چوبی متفاوت است. این ترکیبات شامل آلکانها ، آلکنها ، اسیدهای چرب، استرهای گلیسرول ، مومها ، اسیدهای رزینی و ترکیبات فنولی هستند. اگر چه این ترکیبات ممکن است در حین فرآیندهای شیمیایی تهیه خمیر کاغذ حذف شوند، اما همیشه مقداری از آنها در کاغذ باقی می‌ماند.
میزان باقیمانده این ترکیبات در خمیر و کاغذ بستگی به فرآیند تهیه خمیر مورد استفاده دارد. در مجموع ، ترکیبات اسیدی مثل اسیدهای چرب و رزینی در محیط قلیایی براحتی از طریق تبدیل شدن به نمکهای محلول حل می‌گردند، اما در خمیر سازی اسیدی ، این ترکیبات براحتی قابل حل و خارج سازی نیستند. جالب توجه است که بدانید، تقریبا اکثر مواد موجود درخت غیر زنده می باشند. فقط برگ ها، نوک شاخه ها و ریشه ها و لایه نازکی که دقیقا زیر پوست درخت قرار گرفته است جزو قسمتهای زنده ی یک درخت می باشند. چرا درختان برای بشر مهم می باشند؟
درختان منابع اولیه بسیاری از محصولات را تامین می کنند. چوب درختان برای ساختمان سازی و ساختن میز و صندلی و اثاثیه منزل و محل کار به کار میرود. از الیاف چوب، کاغذ ساخته می شود. مواد شیمیایی داخل چوب مثل رزین و روغن برای ساخت دارو، مواد شوینده، مواد آرایشی، قرصهای ویتامین، صابون، طعم دهنده ی غذا و خمیر دندان استفاده می شود.
درختان و محیط زیست
وقتی که نفت و بقیه سوختهای فسیلی در اتومبیلها، منازل و کارخانجات سوخته می شوند، مقدار بسیاری گاز کربن دی اکسید در هوا رها می شود. درختان در طی عمل فتوسنتز، با مصرف کربن دی اکسید و آزاد کردن اکسیژن، وضعیت هواکره را بهبود می بخشند. در طی این عمل گیاه به کمک آب، کربن دی اکسید و نور خورشید کار غذاسازی خود را انجام میدهد و تولید اکسیژن و گلوکز می کند.
برای اینکه یک درخت بتواند حدود نیم کیلو چوب بسازد باید حدود 750 گرم کربن دی اکسید مصرف کند و حدود نیم کیلو اکسیژن آزاد کند. این یعنی مصرف بالای کربن دی اکسید به وسیله ی درختان و تمیز کردن هوای آلوده. در آمریکا حدود 9% از کربن دی اکسید موجود در هوا بوسیله درختان جنگلی مصرف می شوند.
آیا قطع درختان باعث ضرر زدن به محیط زیست می شود؟
تا زمانی که با قطع هر درخت، درختان بیشتری جایگزین آن شود، پاسخ این سوال خیر است! در دین اسلام نیز تاکید فراوانی بر کاشتن درخت شده است. سفارش شده که با قطع یک درخت، حداقل دو نهال دیگر را جایگزین کنیم.
اگر صنایع کاغذ سازی با قطع درختان جنگل، بلافاصله درختان جدید را کاشته و جایگزین قسمتهای خالی شده بکنند، هرگز قطع درختان به معنی صدمه زدن به طبیعت نیست. ولی متاسفانه با توسعه شهرسازی و خانه سازی، بسیاری از درختان برای ایجاد فضای ساختن خانه ها و جاده ها قطع می شوند که جایگزین نیز نمی گردند.
شایان ذکر است که درختان بسیار کهن خیلی کمتر از درختان جوان تولید اکسیژن می کنند. حتی گاهی مواقع این درختان قدیمی با پوسیدن شدن تدریجی، بیشتر کربن دی اکسید به هوا وارد می کنند تا اکسیژن. جنگلهای انبوه که درختان بسیاری در آن در حالپوسیده شدن هستند، بیشتر مصرف کننده ی اکسیژن هستند تا تولید کننده ی آن. بهمین منظور، بهتر است که جنگلداران، درختان مرده و پوسیده را قطع کنند. این کار نه تنها باعث تامین چوب مورد نیاز برای ساخت کاغذ و کاهش مصرف اکسِژن در جنگل می شود، بلکه از آتش سوزی طبیعی جنگلها نیز ممانعت می کند. معمولا مهار کردن این گونه آتش سوزی ها بسیار سخت است و مقدار زیاد گازهای آلوده کننده به اتمسفر رها می کند.


آیا می دانید که چند درصد از درختان دنیا برای ساخت کاغذ مصرف می شوند؟
شاید جالب باشد که بدانید فقط یک ششم از کل چوب درختان جهان برای ساخت کاغذ مصرف می شود. و این چوب نیز اکثرا چوب خرده های باقیمانده از صنایع دیگر می باشد! بیشتر از نیمی از چوبهای بریده شده از درختان به عنوان سوخت برای پخت غذا و گرم کردن خانه ها استفاده می شود. این در حالی است که در کشورهای در حال پیشرفت، بیش از 80% از چوب درختان برای پخت و پز و تولید گرما مصرف می گردد.
در کشورهای پیشرفته، کاغذها و مقوا های باطله به همراه چوب خرده های صنایع چوب بری، حدود دو سوم الیاف مورد نیاز صنایع کاغذسازی را تامین می کنند. بقیه یک سوم، از تنه درختان تامین می شود.

نگاهی به کاغذ - کاغذ زباله نیست!

روند کار
در این پروژه دانش آموزان مطالب بسیاری درباره کاغذ، شیمی کاغذ، صنعت کاغذ، صنعت بازیافت کاغذ و ... می آموزند. در لابلای آموزش این مطالب اهمیت تفکیک زباله ها و بخصوص کاغذ برای آنها فرهنگ سازی می شود. در انتها یاد می گیرند که چگونه با ابزار ابتدایی کاغذهای باطله ی مدرسه خود را بازیافت کنند. چندین آزمایش مختلف نیز برای کیفیت کاغذهای ساخته شده انجام خواهند داد.
هدف: شناخت اهمیت بازیافت کاغذ

سوالهای پیشبرنده: چرا مقوا و کاغذ باطله زباله نیستند؟ چرا باید کاغذ و مقوا را از بقیه زباله ها جدا کرد؟با طرح سوالات بالا ذهن کنجکاو دانش آموزان را به سمت کاغذ و اهمیت آن پیش ببرید. اجازه دهید تک تک دانش آموزان نظر خود را مطرح کنند. این نظرات را روی تخته لیست کنید و در مورد آنها به گفتگو بنشینید.
تفکیک زباله ها بحث تفکیک زباله های تر و خشک این روزها بسیار داغ است. اکثر کشورهای دنیا با جداسازی زباله ها، حجم زباله های قابل دفن خود را کمتر می کنند. با تفکیک زباله ها، کاغذ، پلاستیک، قوطی ها فلزی و شیشه ای و ... از بقیه زباله ها جدا شده و به مراکز بازیافت منتقل می شوند.
این کار دو هدف ارزشمند در بر دارد:
• کاهش حجم زباله ها جامد و قابل دفن یعنی کاهش آلودگی محیط زیست
• حفظ و نگهداری منابع طبیعی تجدید پذیر و تجدید ناپذیرکاغذ جزو مواد زیست تخریب پذیر و تجدید پذیر به شمار می آید. کاغذ از عمدتا از چوب درختان که منابعی تجدید پذیر هستند درست می شود. بعد از اینکه از آنها استفاده شد و بصورت زباله در آمدند، به سرعت توسط باکتری های موجود در خاک تجزیه شده و به محیط زیست بر می گردند. با این حال بازیافت کاغذ مزایایی دارد که در طی این درس به اهمیت آن پی می بریم.
چرا با وجود این همه درخت باز هم باید کاغذهای باطله را بازیافت کنیم؟
بطور کلی هدف از بازیافت کاغذ به حفظ محیط زیست و منابع طبیعی می باشد. که در ذیل مفصلا به آن می پردازیم.
1. حفظ محیط زیست
o کاهش قطع درختان: همه ی ما می دانیم که معمولا کاغذ از تنه ی درختان بدست می آید. برای ساخت یک تن کاغذ، حدود 17 درخت تنومند لازم است. هر نهال حدود 25 سال طول می کشد که به یک درخت بزرگ تبدیل شود. این روزها، صنایع کاغذ سازی برای حفظ محیط زیست، هر ساله برای تامین منابع چوبی خود شمار زیادی درخت می کارند و از همین درختان برای تولید کاغذ استفاده میکنند. با این حال استفاده ی مجدد از کاغذهای باطله یک امر لازم است، زیرا با این کار مشکل دفع زباله ها کمتر می شود.
o کاهش دفن زباله ها: منبع اولیه صنعت کاغذ همان الیاف سلولزی (Fiber) می باشد. این الیاف می توانند هم از تنه درختان بصورت تازه تهیه شوند و هم قدیمی باشند و از کاغذهای باطله بدست آیند. برای هر تن کاغذ باطله که به منظور بازیافت از زباله ها تفکیک می شود، حدود چهار متر مکعب فضا برای دفن آنها (landfills) صرفه جویی می شود. این کار دو مزیت اقتصادی نیز دارد:
اولا، کاغذ باطله به طور رایگان در اختیار صنعت کاغذ قرار می گیرد.
ثانیا، با کاهش حجم زباله ها، هزینه ی دفن آنها کاهش می یابد. در شهر تهران، حدود 10% از حجم زباله ها را کاغذ و مقوا تشکیل می دهد. در حالیکه در کشورهای پیشرفته این رقم تا حدود 35% نیز می رسد. این کشورها بیشتر از نصف زباله های کاغذی خود را بازیافت کرده و دوباره استفاده می کنند.
o کاهش آلودگی آب و هوا: با استفاده از الیاف بازیافت شده در کاغذ سازی، تا حدود 95% آلودگی کمتر به هوا و آب وارد کرد. الیاف قدیمی معمولا نیازی به بی رنگ شدن ندارند. در صورتی که الیاف جدید ساخته شده از چوب باید حتما به کمک مواد شمیایی کلر دار سفید سازی( bleaching) شوند. این مواد شیمیایی در نهایت بصورت پساب سمی وارد محیط زیست می شوند.
o کاهش تولید گازهای گلخانه ای:کاغذ یک ماده ی زیست تخریب پذیر است و وقتی که در خاک دفن شده و به کمک میکروارگانیزمها تجزیه می شود، مقدار بسیاری گاز متان (CH4) تولید می کند. متان گاز گلخانه ای می باشد. یعنی افزایش متان در اتمسفر کره زمین، باعث گرم شدن کره زمین (global warming)و اثرات جانبی ناشی از آن می شود.
2. حفظ انرژی
با بازیافت کاغذ و استفاده ی مجدد الیاف آن در صنعت کاغذ می توان حدود 90% در مصرف آب و 28-70% در مصرف انرژی صرفه جویی کرد. برای اینکه اکثر انرژی و آب مصرف شده در صنعت کاغذ برای تبدیل چوب به الیاف کاغذی (تولید الیاف نو) می باشد.
تاریخچه بازیافت الیاف سلولزی استفاده از فیبرهای کاغذی قدیمی در صنعت کاغذ همیشه مطرح بوده است. بطوریکه در حدود 150 سال پیش در آمریکا، از لباسها فرسوده و فرشهای پاره شده به عنوان منبعی برای الیاف سلولزی استفاده می شده است. امروزه، منابع کاغذهای باطله بسیار گوناگون است. از روزنامه های باطله گرفته تا جعبه های مقوایی همگی مناسب برای بازیافت هستند. در طی ده سال گذشته، صنعت بازیافت کاغذ بسیار متحول گشته است. در گذشته، کاغذهای ساخته شده از الیاف قدیمی کیفیت پایینی داشتند. اما امروزه به دلیل پیشرفت فن آوری، کاغذهای ساخته شده از کاغذهای باطله کاملا قابل رقابت با کاغذهای ساخته شده از الیاف جدید هستند و با آنها می توان کاغذهایی با کیفیت های بالا ساخت. بطور کلی اکثر کاغذهای بازیافت شده در روزنامه ها، جعبه و مقوا سازی، چاپ کتاب، صنایع عایق سازی، صنایع بسته بندی و کارخانه های دستمال کاغذی استفاده می شود.
پس چرا همیشه کاغذهای جدید از کاغذهای باطله ساخته نمی شوند؟ چرا بازهم باید درختان قطع شوند؟
در اکثر کشورهای پیشرفته در صنعت کاغذسازی ، حدود یک سوم الیاف کاغذی از الیاف قدیمی کاغذهای باطله بدست می آید. بطور کلی در دنیا، بیشتر از 95 میلیون تن کاغذ باطله هر ساله بازیافت شده و مجددا تبدیل به کاغذ و مقوا می شوند. به عبارتی، کاغذهای باطله حدود یک سوم الیاف مورد نیاز برای ساخت کاغذ جدید در دنیا را تامین می کنند. با این حال به چند دلیل نمی توان همیشه و بطور کامل از الیاف قدیمی استفاده کرد:
• تقاضا برای کاغذ آنچنان بالاست که صنعت کاغذ نمی تواند فقط از الیاف قدیمی استفاده کرده و الیاف جدید را وارد خط تولید کاغذ نگرداند.
• الیاف سلولزی (فایبرها) فقط حدود پنج تا هفت بار می توانند استفاده شوند. بعد از این تعداد استفاده به اندازه ای کوچک می شوند که دیگر مناسب برای تهیه کاغذ نیستند و در مراحل شستشو از بین می روند.
• مسلما همه ی کاغذها و مقواهای باطله را نمی توان همیشه بازیافت کرد. چرا که بسیاری از آنها به مواد غذایی و یا دیگر مواد آغشته گشته و غیر قابل استفاده برای بازیافت می شوند.
• همیشه همه کاغذهای ساخته شده به چرخه ی کاغذهای باطله نمی پیوندند. مقدار بسیاری زیادی از کاغذها بصورت کتاب و اسناد بایگانی می شوند.
تحقیق و جستجو کنید (1): از دانش آموزان بخواهید که سوالات زیر را در جدولی مشابه جدول شماره یک وارد کرده و پاسخ آنها را برای جلسه بعد به شما تحویل دهند. هر دانش آموز موظف است که حداقل یک سوال اضافی در قسمت آخر نوشته و به آن پاسخ دهد. پاسخ ها را در جلسه ی آینده در کلاس بحث کنید.

بازیافت کاغذ

بازیافت در مفهوم رایج آن به معنی استفاده مجدد از مواد دور ریختنی پس از اعمال پردازشهای خاص بر روی آنهاست . امروزه اقلام متعددی از زباله های شهری که حجم قابل توجهی را شامل می شوند . قابلیت بازیافت دارند . کاغذ که یکی از اقلام با ارزش مواد زائد جامد است سلطان زائدات لقب گرفته است .

گرچه یکی از اهداف مدیریت نوین مواد زائد جامد ، کاستن از حجم زباله های دفن شده در زمین است ، ولی بازیافت کاغذ ، همانند انواع دیگر بازیافت ، علاوه بر تامین این هدف اساسی ، ارزش و اهمیت خاص دیگری نیز دارد . کاغذ باطله علاوه بر این که خود موجب آلوده شدن محیط زیست ( خاک ، آب )می شود حاصل قطع درختان که یکی از ارزشمندترین نهاده های طبیعی محیط زیست زمین بشمار می رود ، است و افزایش تولید آن برای تامین نیازهای رو به افزایش بازار مصرف منجر به قطع فزاینده درختان سرسبزی می شود که ششهای طبیعی کره زمین محسوب می شوند .

یکی از نتایج مصرف دوباره کاغذهای باطله ، ، کاستن از فشار وارده بر طبیعت است تجربه نشان می دهد که برای تولید یک تن کاغذ به 17 اصله درخت قطع شده نیاز است . علاوه بر این، در فرایند تولید کاغذ از الیاف گیاهی درختان ،400 هزار لیتر آب و 4 هزار کیلو وات برق مصرف می شود .

فرایند بازیافت کاغذ :

بازیافت کاغذ از طریق فرآیندی صورت می گیرد که کاغذه ای دور ریختنی جمع آوری شده را برای تولید ورقه های کاغذی با ضخامت متفاوت به خمیر تبدیل می کنند . بطور کلی در کارخانه های بازیافت کاغذ ابتدا کاغذهای باطله در انبار به قسمت خرد کن وارد می شود و پس از آن وارد دستگاه خمیر سازی می گردد. خمیر حاصل از این دستگاه توسط پمپ روی دستگاه تولید مقوا ریخته می شود . در این قسمت به کمک سیتم مکش ، خمیر و آب از هم جدا می شوند و خمیر در اثر فشار زیر غلتک آبگیری و نازک می شود پس از آن خشک کن تا 180 درجه سانتیگراد ورقه های کاغذ را خشک می کند و در مرحله بعد این ورقه ها اتو شده و مقوا تولید می گردد مراحل خرد کردن ، خمیر کردن ، قالب ریزی ، خشک کردن ، اطوکشی و برش ، مهمترین مراحل فرایند بازیافت کاغذ در کارخانه هاست . امروزه مهمترین مصرف کاغذ های بازیافتی در مصارف صنعتی مانند بسته بندی کفش ، شانه تخم مرغ ، بسته بندی شیرینی و مانند آن است .