Sadržaj:

Uvod .....................................................................................................................2

Sirovine i opis procesa proizvodnje boja i lakova...................................................3

Vrste zagađivača i njihov uticaj..............................................................................6

Gasoviti zagađivači...............................................................................................7

Tečni zagađivači....................................................................................................9

Čvrsti zagađivači...................................................................................................9

Smanjivanje i uklanjanje vazdušnih zagađivača...................................................11

Prečišćavanje otpadnih voda iz industrije proizvodnje boja i lakova..................12

Smanjivanje čvrstog otpada................................................................................14

Buka...................................................................................................................15

Ekoboja..............................................................................................................16

Zaključak............................................................................................................17

Literatura ..........................................................................................................18

1

Uvod

Boja se može opisati kao obojena supstanca koja pošto se nanese na neku površinu formira tanak neprovidan čvrsti sloj. Uglavnom se primjenjuje u tečnom stanju. Boje sadrže pigmente koji imaju sposobnost da apsorbuju određene talasne dužine i samim time su obojene. Boje sadrže i ulja, smole, rastvarače i druge supstance u zavisnosti od vrste boje. Ima više vrsta boja ali osnovna razlika jeste u rastvaraču. Ako se uglavnom voda koristi za dobijanje boja onda kažemo da su to boje na bazi vode, a ako se koriste organski rastvarači onda te boje zovemo boje na bazi rastvarača. Prema namjeni boje možemo podjeliti na boje za industriju tekstila, papira, hrane, automobilsku industriju, industriju metala itd.

Porijeklo boje je jako staro. Stari Egipćani su bojali zidove svojih hramova i grobnica tako što su miješali boju sa nekom ljepljivom supstancom, tako da i dan danas ti crteži se vide isto onako kako su bili nacrtani prije više od 2000 godina. Boje su pravili ručno, od prirodnih supstanci, kao što je žumance jajeta. A pigmente su dobijali iz biljaka, nekih vrsta zemljišta. Danas boje se prave fabrički i to u procesu koji zagađuje našu okolinu.

Lak (riječ potiče od Portugalske riječi lac- za smole dobijene iz određenih insekata) je providan zaštitni premaz koji se uglavnom koristi pri obradi predmeta od drveta i drugih materijala. Tradicionalno lak se pravio od suvih ulja, smola (kolofonijum) i rastvarača. Lak može da ima malo ili da uopšte nema boje, on je uvijek transparentan i nikad mu se ne dodaju pigmenti kao što se dodaju bojama. Pošto se lak nanese na neku površinu, rastvarači koji se u njemu nalaze počinju da isparavaju. Kada sva količina rastvarača ispari, smole dolaze u kontakt sa kiseonikom iz vazduha i počinu da se odvijaju hemijske reakcije i lak postaje čvrst i suv. Lakovi na bazi vode imaju duži period sušenja jer je potrebno više vremena da voda ispari nego što to treba organskim rastvaračima. Vlaga i toplota dosta utiču na vrijeme sušenja. Važno je znati da lakovi na bazi organskih rastvarača kada su u tečnom stanju jako su zapaljivi. Lakove prema namjeni djelimo na lakove za drvo, metal, namještaj, parkete, univerzalne lakove.

a b

Slika 1: a) egipatski zidovi b) lakirana površina

2

Sirovine i opis procesa proizvodnje boja i lakova

Sirovi materijali koji se koriste u proizvodnji boje i lakova su uglavnom smole, ulja, pigmenti, rastvarači i plastifikatori. Smole se koriste kao vezivno sredstvo u proizvodnji premaznih sredstava, to su uglavnom polimeri koji mogu da reaguju sa uljima pod dejstvom toplote stvarajući kopolimere, koji se odlikuju brzim sušenjem. Smole mogu biti prirodne (kolofonijum, damar smola, šelak smola) i sintetičke (alkidne smole, fenolne, karbamidne, epoksidne, poliuretanske itd).

Zbog nekih hemijskih svojstava ulja su našla značajnu primjenu u industriji boja i lakova. Tanak premaz ulja sa visokim jodnim brojem na vazduhu prvo prelazi u smolastu a zatim u čvrstu, elastičnu i nepropusnu opnu. To su razna mineralna, tal i sintetička ulja.

Rastvarči koji se koriste su organska jedinjenja ili voda i jako utiču na kvalitet krajnjeg proizvoda. Zadatak im je da veziva i druge komponente prevedu u tečno stanje i da pri sušenju i otvaravanju potpomognu obrazovanje homogenog filma. Kod proizvodnje uljanih lakova i boja u upotrebi su: alifatični ugljovodonici, aromatični ugljovodonici (benzen, toluen, ksilen), hlorovani ugljovodonici (trihloretilen, tetrahlormetan) i alkoholi (etanol, metanol, butanol).

Pigmenti su hemijska inertna jedinjenja koja veoma utiču na boju, izgled, lakoću primjene i održljivosti uljanog filma. Ne dodaju se lakovima. Čestice pigmenata moraju biti što manje granulacije (maksimalno 25 mikrona) i koriste se oksidi gvožđa, cink oksid, cink sulfid, titan oksid, olovo hromat i dr.

Plastifikatori se dodaju da bi obezbjedili elastičnost filma, odnosno njegovu mehaničku otpornost. Najčešće se koriste estri orto-fosforne kiseline sa butil alkoholom, fenolom, krezolom.

Sikativi su organska jedinjenja koja se dodaju lakovima (ne bojama) radi bržeg sušenja, to su uglavnom oleati, rezinati i naftenati.

U industriji boje imamo dva načina pravljenja boja u zavisnosti da li se radi o bojama na vode ili ipak o bojama na bazi rastvarača. Proizvodnja boja na bazi rastvarača počinje tako što prvo odmjere i pomiješaju smole, suvi pigmenti, biljna ulja i punioci zajedno sa rastvaračima i plastifikatorima u visokobrzinskoj mješalici. Poslije operacije miješanja, smješa se premješta u mlin gdje se melju. Tip mlina zavisi od vrste pigmenta koji ulazi u sastav boje. Smješa se melje kako bi se aglomerati razbili i kako bi dobili uniformno dispergovanu fazu u tečnosti. Zatim se smješa prebacuje u tank za disperziju, gdje se dodaju razrijeđivači i dodatne količine smola. To radimo kako bi podesili viskoznost i vrijeme sušenja boja. Kada se u ovom tanku postigne odgovarajuća konzistencija smješa se vodi na filtriranje, ako bi se otklonile nedispergovane količine pigmenata. Upotrebljavaju se razni filtri (gravitacioni, rotirajući, itd). Zatim se gotova boja puni u ambalažu i skladišti.

3

Proizvodnja boja na bazi vode je slična ovom procesu, razlika je u tome što se koristi voda umjesto rastvarača i u učestalosti dodavanja supstanci. Na početku miješa se voda, amonijak, smole i pigmenti . Zatim se poslije mljevenja dodaju smole , ulja i opet voda.

Boje na bazi rastvarča Boje na bazi vode

Slika 2: Šema procesa dobijanja boja

4

odmjeravanje sirovina

miješanje

mljevenje

razrjeđivanje

filtracija

punjenje

skladištenje

Smole Ulja Pigmenti Rastvači Plastifikatori

Voda Smole Amonijak Pigmenti

Smole, Ulja, Voda

Rastvarči

Lak se dobija tako što se odmjere i pomiješaju ugušćena ulja sa smolama, u mješalici, pri temperaturi od 280⁰C kako bi se izvršilo homogenovanje. Poslije izvjesnog vremena temperatura se smanjuje na 160⁰C, pri dodavanju rastvarača kako oni ne bi puno isparili. Zatim se dodaju sikativi na temperaturi od 110-120⁰C da bi se podesila fizička svojstva laka. Tokom zagrijavanja se dešavaju hemijske reakcije. Filtriranje se vrši na presama i lak se onda puni i skladišti.

Slika 3: Šema procesa dobijanja lakova

5

homogenizovanje

hlađenje

razrjeđivanje

sikativiranje

filtriranje

punjenje

Ugušćena ulja smole

rastvarači

sikativi

Vrste zagađivača i njihov uticaj

Industrija boje i lakova je na radaru mnogih ekoloških agencija, jer iz nje izlaze različite vrste zagađivača, pogotovo se velika pažnja posvećuje onima koji su bionerazgradljivi, zatim veoma toksičnim tragovima metala, alkalija, kiselina itd. Vrsta boja i lakova ima dosta, kao i više njihovih klasifikacija samim tim i količina i vrste zagađivača su različite. U tabeli 1 imamo prikaz vrsta zagađivača u zavisnosti o kojoj se vrsti boje radi.

Klasa boje Priroda zagađenja

Organske boje za neposredno bojanje Soli bakra, agensi, isparljiva organska jedinjenja

Redukcione organske boje Alkalije , razne soli

1:2 metalno-kompleksne boje Metali, organske kiseline

Boje koje sadrže sumpor Alkalije, oksidajući agensi, redukujući agensi

Boje za raspršivanje Organske kiseline, redukujući agensi

Tabela 1: Prikaz vrsta zagađivača u zavisnosti o kojoj se vrsti boje radi

Kao što se vidi ima puno zagađivača u industriji boje i lakova tako da ih možemo podijeliti na 3 velike grupe i to na :

Gasovite Tečne Čvrste

6

Gasoviti zagađivači

Najveći vazdušni zagađivači iz proizvodnje boja i lakova su:

Isparljiva organska jedinjenja (VOC) Pigmetna prašina Oksidi azota (NOx) Oksidi sumpora (SOx) Hlorovodonik i hlor

Isparljiva organska jedinjenja su hemijska jedinjanja koja sadrže ugljenik i isparavaju na pritisku od najmanje 0,01 kPa na temperaturi od 25 ⁰C. Pored ugljenika mogu da sadrže kiseonik, azot i druge elemente. Ne ubrajaju se ugljen monoksid, ugljen dioksid, ugljena kiselina, karbidi i karbonatne soli. To su uglavnom ugljovodonici koji imaju manje od 12 ugljenikovih atoma u molekulima.

Tokom same pripreme boja i lakova s obzirom da se sipaju lako isparljivi rastvarači dolazi do isparavanja, čime se gubi od 1% do 2% rastvarača pri proizvodnji boje, koji odlaze neposredno u atmosferu. Kod proizvodnje lakova emisija isparljivih organskih jedinjenja zavisi od temperature zagrijavanja i od vremena. Oprilike se gubi od 1% do 6% rastvarača u obliku VOC-a

Isparljiva organska jedinjenja pod uticajem Sunčeve svjetlosti reaguju sa azotnim oksidima, koji se isto emituju iz industrije proizvodnje boja i lakova. Azot dioksid pod uticajem Sunčeve svjetlosti disosuje na azot monoksid i atomski kiseonik. Atomski kiseonik reaguje sa kiseonikom iz vazduha i gradi ozon. Ozon i atomski kiseonik reaguju sa isparljivim organskim jedinjenjima (izuzimajući metan) pri čemu se stvaraju peroksoacetil-nitrati koji sa ostalim jedinjenjima koja se nalaze u atmosferi formiraju fotohemijski smog.

Neka od ovih jedinjenja su gasovi staklene bašte, neki oštećuju ozonski omotač. Kod ljudi isparljiva organska jedinjenja izazivaju iritaciju očiju, grla i nosa, glavobolju, mučninu, vrtloglavicu, pa čak i oštećenja centralnog nervnog sistema. Jako štetno utiču na životinje, mogu da izazovu kod njih i rak. U zatvorenom prostoru nivo isparljivih organskih jedinjenja je veći i 5 puta štetnije djeluju nego na otvorenom. Zato ispuštanje ovih jedinjenja iz bilo koje industije mora biti kontolisano u skladu sa standardima države.

Pigmentna prašina se izdvaja jer se pigmenti nalaze u sprašenom stanju, tako da prilikom rukovanja sa njima oko 1% tih materija se gubi kod proizvodnje boja. Kako znamo da pri proizvodnji lakova se ne koriste pigmenti samim tim i ovaj tip zagađenja ne postoji .

Pigmentna prašina sadrži određene količine olova, arsena i jako je opasna, ona se javlja pri proizvodnji bijele (napravljena od olovo karbonata), antimonskog žutog (kada se pravi olovo antimonskog pigmenta), hromnog žutog (napravljen od olovo hromata), hromnog zelenog

7

(napravljenog od smješe koja sadrži olovo hromat ), kobalt ljubičastog (kada sadrži kobalt arsenat) i zelenog poput smaragdnog, Paris i Schweinfurt, Paul Veronese zeleno (sadrže jedinjenja arsena kao npr bakar acetoarsenit).

Pigmetna prašina može da sadrži i metale poput kadmijuma (kadmijum crvena, kadmijum žuto, kadmijum naradžasto), hroma, mangana ( mangan plavo i mangan ljubičasto) i žive u obliku živa sulfida.

Udisanje velikih količina pigmentne prašine može da izazove razna oboljenja poput biosinoze, Nealove bolesti i druge; zato je važno da osoblje u fabrici nosi posebne maske kako ne bi udisali pigmentnu prašinu. Najveće količine pigmetne prašine nastaje u toku procesa mljevenja i mješanja.

Kada se pigmenti koji sadrže olovo, kadmijum i cink zagrijavaju na višim temperaturama dolazi do nastanka dima. Tokom ovog procesa potrebno je da radi poseban ventilacioni sistem, jer udisanje dima je jako otrovno. Takođe, prilikom čišćenja aparature mora se voditi računa da se prašina ne raspršuje u vazduh.

Pigmenti ne smiju da sadrže više od 0,06 % olova, a u nekim državama je zabranjena primjena boja sa pigmentima koji sadrže hrom, sem u vazduhoplovstvu.

Sumporni oksidi, takođe, se ispuštaju u atmosferu, oni su jako štetni za ljude jer uzrokuju razne respiratorne probleme, naročito kod asmatičara, zatim iritaciju očiju i kardiovaskularne bolesti. Sumpor dioksid je štetan za biljke, jer prouzrokuje propadanje lišća. Podnošljivost kod ljudi i životinja je veća nego kod biljaka. Koncetracija od 8-12 cm³/m³ prouzrokuje nadražaj organa za disanje.

Sumpor dioksid i oksidi azota su glavni prekusori za formiranje kiselih kiša, koje zakiseljuju zemljište, jezera i rijeke, što utiče na živi svijet u njima. Sumporni oksidi dovode do zamagljenosti vazduha i time i smanjenja vidljivosti, zatim korozije zgrada i spomenika, jer napadaju krečnjak, malter i dr. Utiču na formiranje i čađi.

Azotni okidi kao što smo prije rekli, utiču na nastajanje fotohemijskog smoga, kiselih kiša itd. Azot dioksid ostaje u vazduhu 3 dana, a azot monoksid oko 4 dana. Azot dioksid je oko 4 puta otrovniji od azot monoksida i naročito štetno djeluje na pluća. Koncetracija iznad 100 ppm NO2 je smrtonosna za većinu životinja.

Hlor i vodonik-hlorid se, takođe, izdvajaju pogotovo kada se kao rastvarači koriste halogenovana organska jedinjenja poput trihloretana, trihloretilena i dr. Oni utiču isto na stvaranje kiselih kiša i djeluju štetno na respiratorne organe.

8

Tečni zagađivači

Tečni zagađivači su posljedica prečišćavanja aparature poslije rada u blokovima i sastoje se uglavnom iz toksičnih organskih ostataka. Čišćenje aparature se često vrši rastvorom kaustične sode stoga ove opadne vode su alkalne. Postoje velike količine otpadnih voda, u količinama od 1-700 litara po kilogramu proizvedene boje ili laka. Otpadne vode sadrže i određene količine zaostale boje/laka, rastvarače, ulja, tragove metala (poput Cr, Hg, Ni, Cu, Zn koji potiču od pigmenata), sulfide itd.

Zaostala boja u otpadnim vodama ima razne nepovoljne uticaje na životnu sredinu:

Smanjuje prodiranje svjetlosti i fotosintezu Smanjuje sposobnost biodegradacije vodenih sistema tako što uništavaju saprofitne

mikroorganizme Ima mutageno i kancerogeno djelovanje na žive organizme Boje povećavanju biohemijsku potrošnju kiseonika i time utiče na vodene ekosisteme Toksične su za ribe i neke mikroorganizme Boje sa uljima formiraju ružan zamućen sloj na vodenoj površini

Zaostali lak u otpadnim vodama djeluje slično boji, smanjuje sposobnost biodegradacije vodenih sistema, djeluje kancerogeno i mutageno na žive organizme i povećava biohemijsku potrošnju kiseonika.

Metali u otpadnoj vodi, ako se ispuštaju u vodene sisteme vode povećavanju alkalnosti. Toksičnost teških metala se pojačava kroz postupak keliranja i stvaranja sulfida s biološki aktivnim supstancama, naročito enzimima - postupak koji se naziva biometilacija. Izrazitu toksičnost ispoljavaju jedinjenja žive, olova, hroma kojih ima u ovim otpadnim vodama.

Takođe, ova otpadna voda ima znatne količine kaustične sode tako da bi eventualno ispuštanje u vodene ekosisteme bez prerade dovela do promjene alkaliteta tih vodenih sistema.

Čvrsti zagađivači

Čvrsti zagađivači jesu razni otpaci poput kutija od hartije, plastike, razne vrećice u kojima su se nalazili pigmenti, zatim upotrebljeni filtri, mulj poslije filtracije, potrošen aktivni ugalj, ostaci starog gvožđa, gipsa. Mulj poslije filtracije sadrži izvjesnu količinu rastvarača koji se koristio u procesu. Sadrži i izvjesne količine punioca, najčešće je to kalcijum karbonat, onda talk, glina. Procjenjuje se da mulj sadrži 16,6% ukupnog kalcijuma.

Mulj iz ove industrije sadrži zapaljive supstance i pripada opasnom otpadu. Za njegovo odlaganje postoje posebni propisi. Mulj se skuplja u kontejnere pri tome se mora voditi računa da kontejner bude pun a ne poluprazan. Poslije toga se kontejner zatvori i označi se

9

vrsta otpada koju sadrži i odlaže na deponiju za opasan otpad. Kontejneri koji ne mogu da se zatvore ne smiju da se odnose na deponije već se otpad premjesti u drugi kontejner.

Pošto znamo sve tipove zagađivača potrebno je znati i procese u kojima se oni izdvajaju kako bi se pristupilo njihovoj kontroli i uništavanju. Tabela 2 ilustruje procese u proizvodnji boje u kojima se izvajaju najvažniji zagađivači.

Opis Proces u kome se javljaIsparljiva organska jedinjenja Ispuštaju se prilikom

razrijeđivanja, pri procesu miješanja, pri otvaranju

opreme, pri filtracijiSumporni i azotni oksidi Pri miješanju, pri čišćenju

opreme rastvaračimaPigmentna prašina Pri istovaru, pri procesu

miješanja, pri mljevenjuOtpadna voda Pri čišćenju opreme vodom

ili rastvorima, pri filtracijiRastvarači Pri čišćenju nekih djelova

opreme rastvaračima, pri filtaciji

Mulj Pri čišćenju filteraZaostala boja Pri filtraciji,pri čišćenju filtera

Tabela 2: Ilustracija procesa u kojima se izdvajaju zagađivači

10

Smanjivanje i uklanjanje vazdušnih zagađivača

Kao prvi korak da se smanji emisija vazdušnih zagađivača iz ove industrije jeste da se proizvodi koji emituju veliku količinu zagađivača zamjene onim koje emituju znatno manju količinu . Sintetisani su u novije vrijeme lakovi na bazi vode koji su manje toksični i manje ispuštaju isparljiva organska jedinjenja od onih na bazi rastvarača. Lakovi na bazi vode ispustaju i do 80% manje isparljivih organskih jedinjenja. Ovi lakovi se sve više proizvode i zahvataju maha pogotovo u drvenoj industriji.

Takođe postoje boje na bazi vode koje isto tako ne ispuštaju veliku količinu isparljivih organskih jedinjenja i zagađivače poput azotnih i sumporovih oksida. Međutim prava evolucija u ekološkom smislu jesu boje u prahu. To su boje koje sadrže vrlo malu količinu rastvarača ili uopšte ih ne sadrže i njihova primjena je jednostavna. Boje u prahu se sastoje iz smola (poliesterskog i epoksidnog tipa) pomješanih sa pigmentima u prahu. One se nanose suve pomoću elektrostatičkog spreja koji naelektriše čestice tako da se one pripajaju za određenu površinu. Pod uticajem toplote smole se tope i počinju da polimerizuju. Ove boje su našle primjenu u automobilskoj industiji.

Veliki nedostatak ovih boja jeste to što sadrže veliku količinu pigmenata u suspenziji tako da njihovom primjenom stvara se velika prašina.

U tabeli 3 imamo prikaz koliko se isparljivih organskih jedinjenja u Španiji ispušta u zavisnosti od vrste boje.

Vrijednost isparljivih organskih jed. u

Boje na bazi rastvarača

Boje sa manjom količinom rastvarača

Boje u prahu

% V 67 40 1

Tona/godini 38 31 0,6

Tabela 3: Prikaz količine VOC-a koji se ispušta iz određenih boja

Da bi smanjili količinu prašine koja se izdvaja prilikom proizvodnje boja pigmenti u prahu se zamjenjuju pigmentima u obliku paste. Pigmenti u obliku paste se suvi pigmenti koji su ili ovlaženi ili su pomješani sa smolama ili uljima. Ovo znatno smanjuje stvaranje prašine, a korekcije u postojećim postojenjima nisu velike i ne zahtijevaju velika ulaganja.

Vrše se i supstitucije nekih toksičnih pigmenata drugim manje toksičnim. Naročito zbog svoje otrovnosti olovni pigmenti se zamjenjuju organskim pigmentima ili oksidima gvožđa. Međutim, ove zamjene su jako skupe i ne daju potreban sjaj tako da ovi postupci nisu puno zaživjeli u industriji boja i lakova.

11

Ovo su sve bili postupci kako bi smanjili emisiju vazdušnih zagađivača, ali pošto se oni u manjoj ili većoj mjeri izdvajaju moramo pristupiti njihovom uklanjanju ili pretvaranju u oblike koji nisu štetni za životnu sredinu.

Procesi koji se koriste za uklanjanje vazdušnih zagađivača su: ispiranje tečnostima, kondezacija, adsorpcija na aktivnom uglju, katalitička redukcija, upotreba skrubera i sagorijevanje. Često se vrše kombinacije ovih procesa kako bi se što bolje uklonili. Procesi poput ispiranja tečnostima, adsorpcija na aktivnom uglju i upotreba kondezatora se u novije vrijeme manje koriste, jer zahtijevaju velike troškove.

Katalitička redukcija je pogodna za uklanjanje sumpornih i azotovih oksida, međutim nakon ovog procesa moramo uraditi i neki drugi koji bi uklonio isparljiva organska jedinjenja i prašinu. Uklanjanje azotnih oksida se postiže upotrebom amonijaka uz prisustvo katalizatora i kiseonika pri tome nastaje voda i azot. Bakar (I)oksid dobro uklanja sumporne okside, a pri tome i azotne okside.

Upotreba skrubera ima više prednosti poput toga da oni imaju male dimenzije, uklanjaju dosta dobro gasove, a da pri tome nema problema pri odlaganju skupljene prašine.

Jedna od najčešćih procesa jeste sagorijevanje. Sagorijevanje uklanja 99% isparljivih organskih jedinjenja, 90 % čestica i smanjuje 20 % do 30 % količinu azotnih oksida. Proces sagorijevanja se vrši iznad 1100 °C i to u trajanju od najmanje 0.5 sekunde, kada želimo da efektivno uništimo sva isparljiva organska jedinjenja.

Parametar Maksimalna vrijednost ( mg/m³)

Isparljiva organska jedinjenja 10

Hlor 20

Tabela 4: Maksimalne dozvoljene vrijednosti za ispuštanje u atmosferu nekih supstanci iz industrije proizvodnje boja i lakova

Prečišćavanje otpadnih voda iz industrije proizvodnje boja i lakova

Tretman otpadnih voda iz industrije proizvodnje boja i lakova uključuje metode poput taloženja, filtracije, neutralizacije, hemijske oksidacije, adsorpcije aktivnim ugljem, flokulacije i biološki tretman. Procesi kao što je reverzna osmoza, ultrafiltracija i druge filtracione metode koriste se samo za povratak i koncetrisanje nekih intermedijera u otpadnoj vodi. Ova otpadna voda mora se tako prečistiti da sadržaj nekih supstancija ne prelazi granicu maksimalnih vrijednosti bilo da se ova voda ispušta u kanalizaciju ili prirodni recipient. U tablici 5 su date maksimalne dozvoljene vrijednosti najčešćih supstanci koje sadrže ove otpadne vode.

12

Parametar Maksimalna vrijednost ( u mg/L osim za pH)

pH 6-9BPK 30HPK 45

Ulja i masti 10Fenol 0.5Bakar 1Cink 2

Hrom 0.5Olovo 0.5

Tabela 5: Maksimalno dozvoljene koncentracije opasnih i štetnih materija u otpadnim vodama koje se smiju ispuštati u javnu kanalizaciju izražene u mg/l

Taloženje

Ovaj postupak se vrši za uklanjanje u vodi nerastvornih čestica. On je ekonomičan i jednostavan, ali pošto ne uklanja čestice veće od 20 µm koristi se kao proces koji je predhodi nekom drugom postupku za uklanjanje u vodi rastvornih čestica .

Filtracija

Filtracijom se uklanjaju suspendovane čestice. Ovaj postupak se vrši poslije nekog mehaničkog prečišćavanja tj taloženja. U procesu proizvodnje boja i lakova uglavnom se otpadne vode prečišćavaju upotrebom mikrofiltara. Pri tome kroz filtar prolaze samo čestice manje od 0,4 µm. Mana ovog procesa je što se mora vršiti čišćenje filtara kako ne bi došlo do zakrčenja i kako bi struja otpadne vode tekla u kontinuitetu.

Biološki tretman

Biološki tretman je veoma efektivan u uklanjanju organskih jedinjenja koja se nalaze u ovoj otpadnoj vodi, takođe otklanja i one koje su u vodi rastvorne. Nedostatak ovog procesa je taj što se ne može dobro primjenjivati pri brzim strujama otpadnih voda. Ovaj proces smanjuje količinu ulja, smola i dr u otpadnim vodama na vrijednost od 40 mg/l.

Adsorpcija aktivnim ugljem

Adsorpcija aktivnim ugljem se veoma često koristi u tretiranju ovih otpadnih voda, jer ona uklanja rastvorna ulja, boje, smole zajedno sa onim nerastvornim. Ovaj proces zahtijeva prethodnu obradu poput mikrofiltracije (kako ne bi došlo do oštećenja i inhibiranja aktivnog uglja). Niz adsorbenasa se stavljaju u vodu tako da otpadna voda struji suprotno. Time ona prvo dolazi u kontakt sa adsorbensom koji već ima izvjesnu količinu adsorbovanih supstancija. Svaki drugi adsorbens s kojim otpadna voda dolazi u kontakt ima sve manju

13

količinu adsorbovanih supstancija. Aktivni ugalj mora poslije nekog vremena da se regeneriše ili zamjeni novim, sto čini ovaj proces veoma skupim. Iako je ovaj proces skup njegova efikasnost je i do 94%.

PACT® tretman

Ovaj tretaman se često koristi pri prečišćavanju odpadnih voda iz industrije boje i lakova. On podrazumijeva kombinaciju biološkom tretmana i adsorpciju na aktivnom uglju, kako bi se razgradila prvo organska jedinjenja koja bi se kasnije lakše adsorbovala.

Neutralizacija

Ovo je nezaobilazni proces pri tretiranju ovih otpadnih voda, jer one sadrže velike količine kaustične sode. Primjenjuje se neutralizacija sa ugljen dioksidom, pri tome se dešava rekcija :

NaOH + CO2 NaHCO3

Doziranje sredstva za neutralizaciju mora biti tako da pH otpadne vode bude u granicama u kojima se kreće i pH vodenog recipienta.

Hemijska oksidacija

Hemijska oksidacija je postupak koji vrši oksidaciju nekih rastvorljivih organskih jedinjenja, zatim neorganskih jedinjenja poput sulfida kako bi se dobili jednostavnija organska jedinjenja, sulfati, voda, soli itd. Kao oksidaciono sredstvo se koristi ozon, hlor, vodonik peroksid. Ovim postupkom se značajno smanjuje HPK optadnih voda pa i do 90%. Najčešće se uzima vodonik peroksid koji se pomoću ultravioletnog zračenja prevodi u hidroksil radikal (OH•) koji zatim reaguje sa organskim jedinjenjima iz otpadnih voda. Ovaj proces se može vršiti na sobnoj temperaturi i normalnom pritisku i vrlo je zastupljen od ranih 80-tih prošlog vijeka.

Flokulacija

Nakon neutralizacije vrše se ovi procesi. Ovaj proces uklanja koloidno dispergovanje čestice tako što ih ukrupnjava pomoću jedinjenja koja su makromolekuli ili u rastvoru polimerizuju. Uglavnom se dodaju organska jedinjenja poput skroba, polietileni itd.

Smanjivanje čvrstog otpada

Kako bi smanjili količinu čvrstog otpada umjesto običnih papirnih vreća, plastičnih kutija i dr. zamjenjujemo sa onima koji su sagorljivi ili koji se mogu reciklirati. Često se pri proizvodnji boje obične papirne vreće u kojima se nalaze pigmenti zamjenjuju vrećama koje su rastvorljive, tako da se pri proizvodnji ubaciju pigmenti zajedno sa vrećama koje se zatim

14

rastvore. Ovo takođe doprinosi tome da se stvara manje pigmetne prašine, međutim ovaj postupak se ne koristi kada se proizvodi visokokvalitetna boja.

Da bi smanjili količinu potrošenih filter uložaka, filtri se zamjenjuju metalnim sitima. Postoje razna metalna sita, čiji su otvori i do nekoliko mikrona, a najveća njihova prednost je da se

mogu očistiti i opet upotrebiti.

Buka

Buku možemo opisati kao skup neakustičnih zvukova koji ometaju, iritiraju i narušavaju tišinu i pri tome djeluju štetno na ljudski organizam. Buka dovodi do gubitka sluha, vrtoglovica, glavobolja itd. Treba smanjiti intezitet buke barem do maksimalnog dozvoljenog intenziteta za tu ustanovu. Buka se mjeri na posebnim receptorima za buku koje se nalaze na određenoj razdaljini od postrojena. Primjenom i ugradnjom bolje dizajniranih, novih djelova može se smanjiti buka. U tabeli 6 imamo prikaz maksimalno dozvoljenog inteziteta buke za industriju proizvodnje boje i lakova.

Maksimalno dozvoljeni nivo buke u dB(A)

Receptor Tokom dana ( 07:00-22:00)

Tokom noći ( 22:00-07:00)

Boravišni dio, uprava

55 45

Industrijski, trgovački dio

70 70

Tabela 6: Maksimalno dozvoljen intezitet buke pri proizvodnji boje i lakova

15

Ekoboja

Naučnici su napravili novu boju koja može da adsorbuje mnoge gasove koji imaju štetno dejstvo na životnu sredinu. Novi proizvod se zove ekoboja (Ekopaint) i napravljena je tako da može da adsorbuje azotne okside (koji su jedni od uzročnika respiratornih problema i smoga). Dovoljno je 0,3 mm sloja ove boje da bi ona trajala 5 godina u jako zagađenoj okolini.

Tajna ove boje leži u specifičnim nano-česticama titanijum dioksida i kalcijum karbonata. Oni zajedno sa polisiloksanom (polimer na bazi silicijuma) formiraju osnovu boje koja je dovoljno porozna da dozvoli da se azotni oksidi difunduju unutar i pripoje za čestice titanijum dioksida. Ove čestice adsorbuju ultravioletno zračenje i tu energiju utroše na prevođenje azotnih oksida u azotnu kiselinu. Azotna kiselina se spere kišom ili se neutrališe kalcijum karbonatom koji se nalazi u boji pri tome se nastaje vode, ugljen dioksid i kalcijum nitrat.

Raniji pokušaji da se titanijum dioksid iskoristi za adsorpciju azotnih oksida su propali, jer se vezivao za materijale koje nisu mogli da izdrže njegovu agresivnost. Polisiloksan je na to otporan, međutim ni sami naučnici ne znaju zašto.

Pošto su nano-čestice tako male, boja je bistra i pigmenti joj se mogu dodavati, a prva ekoboja koja se prodavala bila je bijele boje.

2002 godine 7000m² površine ulice u Milanu je bilo prekriveno ovom bojom. Stanovnici ovog dijela grada su poslije nekog vremena primjetili da lakše dišu, a koncetracija azotnih oksida na ulici je pala je za 60%.

16

Zaključak

Industrija boje i lakova, kao što smo mogli da vidimo, ima široki spektar zagađivača. To su prije svega zagađivači koji štetno djeluju na zdravlje ljudi i drugih živih organizama, a takođe u velikoj mjeri zagađuju i životnu sredinu. Danas postoji izražena svijest kako kod naučnika tako i kod stručne javnosti da nam od zagađivača iz ove industrije prijeti velika opasnost. Zbog toga se intezivno radi na nalaženju novih procesa i metoda koji bi smanjili i/ili uklonili njihovu štetnost. U ovom radu se pisalo o tim pionirskim poduhvatima za koje smatram da su veoma značajne i prestavljaju veliki korak naprijed, prije svega ka očuvanju životne sredine i zdravlja ljudi. Takođe smatram da je potrebno doneti pravne regulative koje bi smanjile ili čak zabranile upotrebu toksičnih supstanci u proizvodnji. Ovaj rad predstavlja moj skromni doprinos vezano za problematiku zagađivanja iz industrije boja i lakova.

17

Literatura:

R. Ryan Dupont, Louis Theodore, Kumur Canesan- Pollution prevention, The management approach for the 21st century.

Kirk-Othmer, 1980. Encyclopedia of Chemical Technology, Third Edition, New York

Guia para el control y prevencion de la contaminacion industrial: Industria elaboradora de pinturas- Comision Nacional del mideo amibiente, España

Guides to pollution prevention: The Paint Manufacturing Industry, Risk reduction engineering laboratory , U.S. ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY, June 1990

R. L. Stenburg- "Controlling Atmospheric Emissions From Paint And Varnish Operations, PartI", Paint And Varnish Production.

Austen, G. Shreve - Chemical Process Industries, McGraw-Hill Book , New York

The European eco-label for indoor paints and varnishes- Commission Decision 2002/739/EC of 3 September 2002

www.wikipedia.com

18